Forskere har lenge ansett DNA – deoksyribonukleinsyre – som et interessant, potensielt lagringsmedium. Til vanlig brukes DNA som byggemateriale for genene i celler, men materialet har har flere egenskaper som gjør det interessant også til å lagre annen informasjon.
En svært viktig egenskap er at DNA har svært høy lagringstetthet. DNA består av fire ulike baser, A, T, C og G. Man kan lagre én bit per base, og en base er bare noen få atomer stor.
I de fleste av dagens lagringsmedier lagres informasjonen i et plan, mens lagring av DNA også skjer i «høyden», altså volumetrisk.
I tillegg er DNA ekstremt stabilt og lar seg i liten grad påvirke av omgivelsene.
– Du kan legge det hvor du vil, i ørkenen eller i bakgården din, og det vil fortsatt være der 400 000 år senere, sier George Church, professor i genetikk ved Harvard Medical School, i en pressemelding.
Church har sammen med forskeren Sri Kosuri ved Harvards Wyss Institute oppnådd en lagringstetthet på 5,5 petabit med data – nesten 700 terabyte – i en kubikkmillimeter med DNA. Dette skal være omtrent tusen ganger mer enn det som tidligere har blitt oppnådd.
Dataene som ble lagret er ifølge Extremetech en webutgave av en kommende bok Church har skrevet. Boken er på omtrent 700 kilobyte med data, inkludert bilder. I DNA-er ble det lagret 70 milliarder kopier av boken, til sammen 44 petabyte med data. Med fire gram DNA skal man kunne lagre alt det menneskeheten produserte av data i løpet av 2011.
DNA vil likevel aldri kunne erstatte lagringsmedier som harddisker, flashminneenheter og optiske medier. Årsaken er at lese- og skrivehastigheten er svært begrenset. Sekvensering av et enkelt, menneskelig genom, som består av rundt 3 milliarder DNA-basepar, tar med moderne utstyr noen timer.
Forskerne ser derimot for seg at DNA kan brukes til arkivering med svært lang tidshorisont, i de tilfeller hvor man lagrer absolutt alt, men hvor sannsynligheten for at dataene vil bli brukt noen gang, er svært liten. Et eksempel på slikt er videostrømmen fra overvåkningskameraer. Det er sjelden dette faktisk brukes, men med lagringskapasiteten som forespeiles av forskerne, vil man kunne ta vare på video i årevis uten å måtte slette den. Å hente ut opptakene fra et gitt tidsrom vil være en omstendelig prosess, i alle fall med dagens teknologi, men samtidig vil man selv med en liten, DNA-basert lagringsenhet kunne ta vare på opptak over en svært lang tidsperiode.
Men forskerne ideer går enda lenger enn som så.
– Forestill deg at du har virkelig billige videoopptakere overalt. Bare «mal» veggene med videoopptakere. Stort sett vil de bare spille inn, og ingen vil noen gang henvende seg til dem. Men dersom noe virkelig bra eller noe virkelig ille skjer, ønsker du å gå og skrape veggen og se hva du har fått. Noe som er molekylært er så mye mer energieffektivt og kompakt at du kan vurdere bruksområder som var umulige tidligere, sier Church, uten å komme inn på slikt som personvern.
Mer om forskningen er beskrevet i denne artikkelen i Science.
Les også:
- [07.06.2011] DNA-«maskin» regner kvadratrøtter
- [18.08.2009] Bygger mikrobrikker ved hjelp av DNA
- [21.07.2008] Gjennombrudd for kunstig DNA
- [01.03.2007] Bakterier gir den beste lagringen på sikt
- [10.01.2005] Radiobrikker skal identifisere lik
- [23.11.2001] Prøverørets milliarder av molekyler svarer "ja" og "nei"
- [14.01.2000] Forskere demonstrerer databehandling med DNA
- [26.03.1999] Et medisinsk laboratorium på én brikke
