DNA-l põhinev mäluseade mahutaks terve maailma andmed auto pagasiruumi ({{commentsTotal}})

Yaniv Erlich ja Dina Zielinski.
Yaniv Erlich ja Dina Zielinski. Autor/allikas: New Yorgi genoomi keskus

Ameerika teadlasrühm on leidnud võimaluse mahutada ühte grammi pärilikkusainesse enam kui 200 000 arvuti kõvaketta jagu informatsiooni. Terve maailma andmed andmed mahuksid salvestusmeediumina DNA-d kasutades auto pagasiruumi.

Lahenduse töökindluse näitlikustamiseks talletasid Yaniv Erlich ja Dina Zielinski pärilikkusainesse arvuti operatsioonisüsteemi, maailma ühe esimese filmi "L'arrivée d'un train en gare de La Ciotat", Amazoni kinkekaardi, arvutiviiruse, informaatiku Claude Shannoni klassikaks saanud 1948. aasta uurimuse ja pildi sondide Pioneer 10 ja Pioneer 11 kuulsatest inimest kujutavatest kuldtahvlitest.

"Suudame pakkida andmeid DNA-sse eelnevatest meetoditest peaaegu 60 protsenti tõhusamalt. Samuti saame selle sealt veatult uuesti kätte. Põhimõtteliselt võiksime paljundada samu faile seejuures infot kaotamata triljoneid kordi," selgitas Columbia ülikoolis töötav Erlich ERR Novaatorile.

Hinnanguliselt tekib iga päev 2,2 miljoni (ühe terabaidi suuruse) kõvaketta jagu uut informatsiooni. "See on tõsine probleem. Eriti kui arvestada, palju energiat kulub selle talletamiseks. DNA-ga saaks seda teha palju elegantsemalt. Sobilikel tingimustel säiliks talletatav info seejuures tuhandeid ja tuhandeid aastaid," tutvustas Erlich DNA võlusid. Võrdlusena jääb CD- ja DVD-plaatide eluiga ainult 30 – 200 aastani.

Infoteadlane rõhutas, et tavakasutusse ei jõua pärilikkusainel põhinevad salvestusseadmed nii pea. Küll aga võiks neid kohata mitte nii kauges tulevikus suuremates andmekeskustes. "Kasutajad ei pea isegi teadma, kuidas tema andmeid täpselt pilves talletatakse," mõtiskles Erlich.

Näitkatsetes salvestas töörühm pärilikkusainesse 2,1 megabaidi jagu infot. Saavutatud infotihedus jäi teoreetilisele ennustuslikule piirile alla vaid 14 protsendi võrra. Üks gramm DNA-d mahutaks sellisel juhul 215 petabaiti.

Uued ajad, uued võimalused
Kuigi teadlased on andmete pärilikkusaines talletamise peale mõelnud juba aastaid, on see praktiliselt võimalikuks muutunud alles viimasel kümnendil. DNA-sse on jäädvustatud näiteks Shakespeare'i sonette, Martin Luther Kingi "Mul on unistus" kõne ning James Watsoni ja Francis Cricki pärilikkusaine struktuuri kirjeldav uurimus.

Edusammudele vaatamata on kimbutanud valdkonda tehnilised raskused. Inimesed suudavad hetkel sünteesida pärilikkusainet kulutõhusal viisil vaid mõnesaja tähe või nukleotiidi pikkuste ahelatena. Kui sellest jääb info talletamiseks väheks, tuleb andmeühik või fail jaotada väiksemateks DNA lõigukesteks. Seejuures on aga näiteks raske kindlustada, et iga infokildu leidub täpselt nii palju, kui info talletamiseks parasjagu vaja.

Nõnda on vigade vähendamiseks kasutatud varem osaliselt kattuvat koodi, kuid isegi see pole olnud täiesti ideaalne. "Meie lahendus sarnaneb mõneti sellele, mida kasutavad näiteks videote voogedastuseks YouTube ja Netflix. Kõik filmi esindavad bitid ei jõua paratamatult kadude tõttu kohale. Piisava arvu koodijadade korral saame analoogselt taastada isegi informatsiooni, mis kohale ei jõudnudki," selgitas Erlich. See annab professori sõnul lootust, et seekord äärmiselt hoolikalt sünteesitud pärilikkusaine asemel on võimalik kasutada ka n-ö räpasemat lähenemist.

"Kuna kodeerimismeetod on sedavõrd robustne ei pea me pöörama pärilikkusaine kvaliteedile enam nii palju tähelepanu, miks võimaldaks meil tervet protsessi oluliselt kiirendada," lisas Erlich: "Just selles seisneb DNA-põhiste salvestusseadmete võidukäigu võti." Hetkel maksis uurimuses kasutatud pärilikkusaine sünteesimine 7000, selle lugemine veel täiendavad 2000 dollarit.

Uurimus ilmus ajakirjas Science.



AASTA ÕPETAJA GALA
Haridus- ja teadusministeerium tunnustab 7. oktoobril aasta õpetaja galal "Eestimaa õpib ja tänab" neid haridustöötajaid, kes annavad teistele oma tehtud tööga eeskuju. ERR Novaator tutvustab järgmise kuu aja jooksul lugejatele kõigi kategooriate nominente.
kõik eesti teaduse hindamisraportist

Menopausi saab geenitestiga ette ennustada

Triin Laisk-Podar on Tartu ülikooli arstiteaduskonna geneetika teadur, kes on koos Eesti Geenivaramu teadlastega välja töötanud testi, mille abil saab prognoosida, millal algab naisel menopaus.

ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: