De toekomst van technologie ligt niet alleen in de constante groei van verwerkingskracht van processors of de overgang naar kwantumcomputers, maar ook in de evolutie van opslagapparaten. De mensheid genereert een enorme hoeveelheid informatie die op traditionele manieren moet worden opgeslagen - op harde schijven en SSD-schijven. Regelmatig stellen wetenschappers alternatieve manieren voor om informatie op te slaan, waarvan sommige vrij ongebruikelijk zijn. Bijvoorbeeld door DNA te gebruiken als gegevensopslag. Onlangs hebben onderzoekers van het Waterford Institute of Technology een andere manier voorgesteld om deze technologie tot leven te brengen.
Experts suggereren dat de mensheid tegen 2025 gemiddeld 160 zettabyte aan gegevens per jaar zal genereren. Tegenwoordig is deze hoeveelheid gegevens 16 zettabyte. Een zettabyte is 1021 bytes aan gegevens, dus u kunt zich nu ongeveer de omvang van de situatie voorstellen. De bestaande methoden voor gegevensopslag zijn niet alleen ineffectief, maar vereisen ook aanzienlijke energiekosten en grote ruimtes om de benodigde hardware te huisvesten.
Ierse onderzoekers hebben een andere manier voorgesteld om gegevens in DNA op te slaan. Tegenwoordig proberen verschillende groepen wetenschappers vergelijkbare technologieën te ontwikkelen met hun eigen methoden, maar experts van het Waterford Institute of Technology benaderden het probleem vanuit een ongebruikelijk perspectief. Ze gebruiken bacteriën om gegevens te archiveren en vast te leggen. Met deze methode kun je 1 zettabyte aan gegevens opslaan in slechts 1 gram DNA.
“We zien in het DNA een soort celsoftware die een code bevat die de functionaliteit volledig beschrijft. Daarom kunnen we er gerust vanuit gaan dat DNA kan worden gebruikt om onze eigen gegevens op te slaan. We nemen informatie in digitale vorm, zetten deze om in nucleotiden en slaan de gegevens met hun hulp op”, zegt projectmanager dr. Sasitharan Balasubramaniam.
Op dit moment is deze methode erg duur, maar na verloop van tijd zullen de kosten tot een redelijk niveau dalen. Zoals het ooit is gebeurd met de harde schijven of solid-state datadrives die we tegenwoordig gewend zijn. De technologie, gemaakt door Ierse wetenschappers, maakt gebruik van plasmiden (kleine DNA-moleculen die fysiek gescheiden zijn van genomische chromosomen en autonoom kunnen repliceren) om gegevens te coderen en op te slaan in de Novablue-stam van E. coli-bacteriën.
De keuze voor deze soort is grotendeels gemaakt vanwege het feit dat deze een vaste positie heeft, wat zorgt voor een betrouwbare gegevensbeveiliging. De gegevens kunnen worden geëxtraheerd met behulp van het conjugatieproces en van plaats naar plaats worden overgedragen met behulp van de mobiele bacteriestam HB101 van dezelfde E. coli. Wetenschappers beheersen dit proces met de antibiotica tetracycline en streptomycine. Deze methode is niet alleen duur, zoals we hierboven hebben opgemerkt, maar ook nogal traag. Momenteel duurt het tot drie dagen in realtime om de benodigde gegevens te vinden. Maar wetenschappers weten het zeker: het proces kan aanzienlijk worden versneld, omdat er tegenwoordig methoden zijn om gegevens binnen enkele seconden in DNA te schrijven.
Sergey Gray
