Sukūrė naują būdą saugoti duomenis: DNR – dirbtiniame gintare

Kaip ir daugelyje kitų dalykų, mūsų duomenų saugojimo metodai blanksta, kai palygini juos su gamtos sukurtais. Viename grame DNR galima sutalpinti iki 215 petabaitų (215 mln. gigabaitų) duomenų, o tai reiškia, kad batų dėžėje iš esmės galima saugoti visą internetą. Nenuostabu, kad mokslininkai eksperimentuoja, kaip įrašyti duomenis į DNR, perskaityti juos atgal ir svarbiausia, saugoti juos, kol jie ten yra.

Dabar Masačiusetso Technologijų instituto (MIT) mokslininkai sukūrė tam tikrą dirbtinį gintarą, kuris gali saugoti DNR ilgą laiką, o prireikus lengvai atiduoti duomenis. Medžiaga vadinama termoreaktyviąja – tai yra, ji sudaryta iš polimerų, kurie kaitinami tampa stikline kieta medžiaga, tačiau veikiami tam tikrų cheminių medžiagų, pagal poreikį gali būti suardomi.

Naudojamas specifinis monomerų mišinys sukurtas taip, kad DNR centre susirikiuotų į sferinius kompleksus, o išorėje susidarytų vandenį atstumiantis sluoksnis. Tai svarbu, nes drėgmė gali pažeisti DNR. Tuomet mišinys kaitinamas, kad susiformuotų į „stiklinį“ bloką, kurio viduje išsaugoma duomenų pripildyta DNR.

Kai ateina laikas nuskaityti duomenis, medžiaga veikiama molekule, vadinama cisteaminu, kuris suardo termoreaktyvią medžiagą laikančias jungtis. Kai medžiaga tampa mažais gabalėliais, pridedama ploviklio, vadinamo SDS, kad DNR būtų atskirta jos nepažeidžiant. Savo metodą pavadino termosetų sustiprintu kseroprezervavimu (angl. Thermoset-REinforced Xeropreservation, T-REX).

Bandymų metu MIT komanda sėkmingai panaudojo T-REX įvairaus ilgio DNR sekoms saugoti iki 75 °C temperatūroje. Pirmųjų bandymų metu buvo užkoduota Emancipacijos proklamacija, MIT logotipas, visas žmogaus genomas ir, kaip ir dera, jei jau kalbame apie gintarą ir DNR, „Juros periodo parko“ muzikinė tema. Išėmę DNR ir nustatę seką, tyrėjai nustatė, kad klaidų neįsivėlė.

„DNR užšaldymas yra svarbiausias būdas ją išsaugoti, tačiau jis labai brangus ir negalima kaitalioti apimčių mastelio, – sako vienas iš tyrimo autorių Jamesas Banalas. – Manau, kad mūsų naujasis išsaugojimo metodas taps technologija, kuri ateityje gali paskatinti skaitmeninės informacijos saugojimą DNR.“

Šiuo metu „T-REX“ procesas užtrunka kelias valandas – kol duomenys įrašomi į DNR ir įtvirtinami termoreaktyvioje medžiagoje – tačiau komanda teigia, kad atlikus tam tikrą optimizavimą šį procesą būtų galima pagreitinti. Nepaisant to, nepanašu, kad dėl to plataus vartojimo kompiuteriuose pradėsime naudoti DNR pagrindu sukurtus standžiuosius diskus – veikiau dirbtinis gintaras gali būti geras pasirinkimas ilgesniam laikui, archyviniam duomenų saugojimui.

Tyrimas paskelbtas žurnale „Journal of the American Chemical Society“.