Ученые закодировали в ДНК информацию о культурных артефактах

Ученые разработали систему архивирования информации в ДНК и продемонстрировали ее работу, записав на носитель сонеты Шекспира, запись речи Мартина Лютера Кинга и фрагмент статьи Уотсона и Крика о двуспиральной структуре нуклеиновой кислоты. Работа опубликована в журнале Nature, а ее краткое содержание можно прочитать в NatureNews.

Для записи цифровой информации в ДНК она предварительно разделялась на аналогичные байтам «слова» по восемь бит. Каждому из 512 возможных байтов сопоставлялись пятерки нуклеотидов. Из возможных вариантов пятерок исключались цепочки с одинаковыми остатками, так как их чтение обычно вызывает сложности. Ученые предусмотрели также систему дублирования и индексации, благодаря которой можно восстановить информацию при повреждении.

ДНК с закодированной информацией была синтезирована независимо в коммерческой компании. Определив последовательность нуклеиновой кислоты в своей лаборатории, ученые полностью восстановили закодированные сообщения. Общий объем закодированной информации составил 739 килобайт.

Авторы статьи оказались не первыми, кто закодировал в ДНК информацию о культурных артефактах, однако им впервые удалось разработать масштабируемую и надежную систему кодирования данных.

Ранее в 2012 году появилась похожая работа, выполненная под руководством известного биолога Джорджа Черча. В ней кодирование информации проводилось «напрямую»: двузначному коду соответствовали нуклеотиды, что могло привести к появлению ошибок при чтении.

Согласно оценкам ученых, на сегодняшний день кодирование в ДНК одного мегабайта информации обойдется в 12400 долларов, а ее чтение будет стоить около 220 долларов. Авторы новой статьи полагают, что в течение нескольких десятков лет эти цены должны резко уменьшиться. Их ожидания основаны на том, что стоимость чтения ДНК за последние 30-40 лет уменьшалась темпами быстрее экспоненциальных. Значительно уменьшилась за это время и стоимость синтезирования ДНК. Следует при этом отметить, что технология синтеза (в отличие от технологии чтения) за указанное время в общих чертах осталась прежней.