Foto: Freepik
DNA kazeta: návrat magnetofonového retro do éry molekul
Na první pohled by mohla působit jako relikt z dob walkmanů. Plastová kazeta, čitelná páska, jen chybí tužka na převíjení. Jenže pod povrchem se skrývá technologie, která může jednou změnit způsob, jakým lidstvo uchovává informace.
Tým vedený vědcem Sing-jü Ťiangem z Jižní vědeckotechnické univerzity v Šen-čenu představil zařízení, které kombinuje klasický tvar kazety s uložením dat do DNA. Vejde se na ni neuvěřitelných 36 petabajtů, což odpovídá přibližně čtyřem procentům všech slov, která kdy byla řečena.
Jak to funguje: místo magnetické pásky molekuly života
Namísto tradičního železného oxidu se na pásku nanášejí molekuly DNA chráněné speciální vrstvou látky zvané ZIF – kombinace kovových iontů a organických molekul, které brání poškození.
DNA slouží jako nosič digitální informace – její dvojitá šroubovice je schopná kódovat jedničky a nuly s hustotou, o které si dnešní pevné disky mohou nechat jen zdát.
Páska je navíc rozdělena do 545 tisíc sekcí, které lze číst podle čárových kódů. Přístup k datům je překvapivě rychlý: přehrávač dokáže vyhledat 1570 sekcí za sekundu, takže celou kazetu „prolistuje“ za pouhých šest minut.
Foto: Freepik
Pomalejší čtení, zato věčnost uchování
Proces čtení dat už tak svižný není. Páska se musí ponořit do hydroxidové lázně, která rozpustí ochrannou vrstvu. Až poté se rozplete samotná DNA a z jejího vlákna se přečtou informace.
I když to nezní jako ideální formát pro domácí walkman, pro archivaci je to téměř dokonalé řešení.
Podle vědců vydrží DNA kazeta v pokojové teplotě přes tři století a v chladnějším prostředí možná i tisíciletí. Žádný pevný disk, SSD ani cloud zatím takovou trvanlivost nenabízí.
Řešení datového přetlaku lidstva
Denně vzniká podle odhadů 2,5 trilionu bajtů dat – texty, fotografie, videa, modely umělé inteligence. Devadesát procent z nich přitom bylo vytvořeno během posledních dvou let.
Současná infrastruktura to nezvládá. Datová centra spotřebují přes 4 % energie USA, a to ještě před nástupem velkých jazykových modelů.
DNA jako médium nabízí řešení: extrémní hustotu zápisu, nízkou spotřebu a minimální degradaci v čase.
Nápad starý jako život sám
Myšlenka využít DNA k uchování dat není nová. Poprvé ji popsal sovětský fyzik Michail Neiman už v 60. letech. Tehdy šlo o čistou teorii. Dnes se jeho vize začíná naplňovat.
DNA dokázala uchovávat genetické informace po miliardy let. Proč by tedy nezvládla i naše digitální stopy?
Pro představu – jeden gram DNA by teoreticky pojmul 215 petabajtů dat. To je asi pětina všech slov, která kdy lidé vyslovili.
V porovnání s tím, že nejstarší stále funkční počítačový program má pouhých 67 let, působí DNA jako médium s doslova kosmickou výdrží.
Od run až po Wikipedii
Historie zápisu dat do DNA je plná fascinujících pokusů.
V roce 1988 americký umělec Joe Davis zapsal do bakterií Escherichia coli jednoduchý obrázek runy – pět krát sedm pixelů představovalo vůbec první „digitální umění“ v genetické formě.
V roce 2019 už vědci dokázali uložit kopii Wikipedie o velikosti 16 GB, a letos kanadský básník Christian Bök vložil svoji báseň do genomu bakterie Deinococcus radiodurans, organismu schopného přežít i jaderný výbuch.
Jinými slovy: poezie v DNA přežije i konec lidstva.
Co na to skeptici?
Ne všichni vědci sdílejí nadšení z čínské DNA kazety.
Jeff Nivala z Washingtonské univerzity upozorňuje, že „syntéza DNA je stále příliš pomalá a drahá“ na to, aby se technologie využívala komerčně.
Zatím tak zůstává spíš experimentem – fascinující vizí než realitou. Ale právě tak začínala i magnetická páska, CD nebo cloud.
Čínská DNA kazeta kombinuje dvě věci, které lidé milují – nostalgii a inovaci. Vypadá jako relikt minulosti, ale ve skutečnosti představuje most k budoucnosti, kde se hranice mezi biologií a technologií pomalu rozplývá.
Možná se jednou opravdu dočkáme dne, kdy si pustíme hudbu přímo z molekuly života. A možná se ukáže, že největším archivem lidské kultury se stane právě to, z čeho jsme sami stvořeni – DNA.
Zdroj: idnes.cz (odkaz)