Microsoft meldt een grote sprong voorwaarts voor de opslag van DNA-gegevens

Het ziet eruit als een reageerbuis met gedroogd zout aan de onderkant, maar Microsoft zegt dat het de toekomst van gegevensopslag zou kunnen zijn. Het bedrijf meldde vandaag dat het ongeveer 200 megabyte aan gegevens had geschreven, waaronder: Oorlog en vrede en 99 andere literaire klassiekers, in DNA.

Onderzoekers hebben aangetoond dat digitale gegevens eerder in DNA kunnen worden opgeslagen, maar Microsoft zegt dat geen enkele daarvan zoveel in één keer in DNA heeft geschreven.

DNA is een goed opslagmedium omdat gegevens dichter in moleculen kunnen worden geschreven dan de basiselementen van conventionele opslagtechnologieën kunnen bevatten, zegt Karin Strauss, hoofdonderzoeker van Microsoft bij het project, waarbij ook onderzoekers van de Universiteit van Washington betrokken zijn. Op dit moment is de techniek duur en kieskeurig, maar het bedrijf hoopt mee te kunnen liften op de torenhoge kosten van tools voor het maken en uitlezen van DNA, gedreven door de biotech-industrie. DNA wordt gezien als een mogelijke vervanging voor magneetband, wat tegenwoordig het standaardmechanisme is voor langetermijngegevensopslag.

Het bedrijf wil weten of we een end-to-end systeem kunnen maken dat informatie kan opslaan, dat geautomatiseerd is en kan worden gebruikt voor bedrijfsopslag, op basis van DNA, zegt Strauss.

Het roze uitstrijkje in deze reageerbuis is DNA dat is gesynthetiseerd om digitale gegevens op te slaan voor langdurige opslag. Microsoft gebruikte dezelfde techniek om ongeveer 200 megabyte aan gegevens op te slaan.

Strauss zegt dat het project wordt gemotiveerd door het feit dat elektronische opslagapparaten niet zo snel verbeteren als de hoeveelheid gegevens die we gebruiken groeit. Als je kijkt naar de huidige prognoses, kunnen we niet alle informatie die we willen met apparaten opslaan voor de prijs die ze zijn, zegt ze.

IDC voorspelt dat het wereldwijde totaal aan opgeslagen digitale data bereikt 16 biljoen gigabyte volgend jaar was het grootste deel gehuisvest in enorme datacenters. Strauss schat dat een schoenendoos aan DNA het equivalent kan bevatten van ongeveer 100 gigantische datacenters.

DNA kan ook opmerkelijk duurzaam zijn, vooral als het koel en droog wordt bewaard. In maart kondigden onderzoekers aan dat ze de genomen gedeeltelijk hadden gereconstrueerd van oude mensen wiens botten al meer dan 400.000 jaar in een Spaanse grot lagen. Daarentegen gaat de magneetband die tegenwoordig de beste optie voor gegevensopslag op lange termijn is, maar een paar decennia mee voordat hij begint te degraderen.

Het opslaan van gegevens in DNA vereist het vertalen van de een s en 0 s van binaire digitale bestanden in lange reeksen van de vier verschillende nucleotiden, of basen, die DNA-strengen vormen en de genetische code uitschrijven. In 2012 schreef de moleculair bioloog George Church van Harvard een boek van 50.000 woorden met in totaal minder dan een megabyte aan gegevens in DNA en drukte het af op een glazen chip die kleiner was dan een stuifmeelkorrel. Dit jaar meldde hij dat hij 22 megabyte aan digitale data had gecodeerd.

Microsoft zegt dat het nu bijna 10 keer zoveel digitale gegevens heeft geschreven in een verzameling van miljoenen stukjes DNA, elk 150 basen lang.

Reinhard Heckel , een postdoctoraal onderzoeker aan de University of California, Berkeley, die heeft gewerkt aan het opslaan van gegevens in DNA, noemt dat 'indrukwekkend'. Maar hij zegt dat het grootste obstakel voor het nuttig maken van DNA-gegevensopslag de kosten zijn, omdat het maken van aangepaste DNA-moleculen duur is. 'Om ervoor te zorgen dat mensen het echt oppikken, moet je iets goedkoper opslaan dan op tape, en dat wordt moeilijk', zegt Heckel.

Microsoft zal geen details bekendmaken over wat het heeft uitgegeven om zijn 200 megabyte DNA-gegevensopslag te maken, waarvoor ongeveer 1,5 miljard basen nodig waren. Maar Twist Bioscience, dat het DNA heeft gesynthetiseerd, rekent doorgaans 10 cent voor elke base. In de handel verkrijgbare synthese kan slechts 0,04 cent per basis kosten . Het uitlezen van een miljoen basen kost ongeveer een cent.

Strauss heeft er vertrouwen in dat de kosten van het lezen en schrijven van DNA de komende jaren flink zullen dalen. Ze zegt dat er al bewijs is dat ze sneller dalen dan de kosten van het vervaardigen van transistors in de afgelopen 50 jaar, een trend die de motor is geweest van veel innovatie op het gebied van informatica.

Het zou in 2007 ongeveer $ 10 miljoen hebben gekost om een ​​menselijk genoom te sequensen, maar bijna slechts $ 1.000 anno 2015.

zich verstoppen