Witamy na PZD!

Welcome to PZD!

Register Zaloguj

Wykorzystanie kodu białka do zapisu informacji

Lucca

Bardzo aktywny
Fąfel
Dołączył
13 Grudzień 2012
Posty
1045
Polubienia
549
Autor tematu #1
Zawartość Nowojorskiej Biblioteki Publicznej można by było umieścić na jednej łyżeczce białka bez zastosowania energii i na miliony lat .
Preserving the contents of the New York Public Library in a teaspoon of protein, without energy, for millions of years


Książki mogą się palić. Komputery zostają zhakowane. DVD ulegają degradacji. Technologie przechowywania informacji - atrament na papierze, komputery, płyty CD i DVD, a nawet DNA - wciąż się poprawiają. Mimo to zagrożenia tak proste i skomplikowane, jak ataki cybernetyczne, mogą nadal niszczyć nasze rekordy.
W miarę jak boom na dane wciąż rośnie, coraz więcej informacji trafia do coraz mniejszej ilości miejsca. Nawet chmura - której nazwa obiecuje nieprzezroczystą, niekończącą się przestrzeń - w końcu skończy się w przestrzeni, nie może udaremnić wszystkich hakerów i pochłonie energię. Teraz nowy sposób przechowywania informacji może trwale przechowywać dane przez miliony lat, żyć poza hackowalnym Internetem, a po napisaniu nie zużywa energii. Wszystko czego potrzebujesz to chemik, kilka tanich
Nie masz uprawnień do przeglądania zaloguj się lub zarejestruj aby zobaczyć
i twoje cenne informacje.
„Pomyśl o przechowywaniu zawartości New York Public Library z łyżeczką białka”, mówi Brian Cafferty, pierwszy autor artykułu, który opisuje nową technikę i stypendystę habilitowanego w laboratorium George'a Whitesidesa, Woodford L. i Ann A , Profesor University University na Uniwersytecie Harvarda. Praca została wykonana we współpracy z Milanem Mrksichem i jego grupą na Northwestern University.
„Przynajmniej na tym etapie nie widzimy, by ta metoda konkurowała z istniejącymi metodami przechowywania danych” - mówi Cafferty. „Zamiast tego postrzegamy to jako uzupełnienie tych technologii i, jako początkowy cel, dobrze nadaje się do długoterminowego przechowywania danych archiwalnych”.
Narzędzie chemiczne Cafferty może nie zastąpić chmury. Ale system archiwizacji oferuje atrakcyjną alternatywę dla narzędzi do przechowywania biologicznego, takich jak DNA. Niedawno naukowcy odkryli, jak manipulować naszym lojalnym strażnikiem informacji genetycznych, aby zakodować więcej niż tylko kolor oczu. Naukowcy mogą teraz syntetyzować nici DNA, aby rejestrować wszelkie informacje, w tym filmy dla kotów, trendy dietetyczne i samouczki (czy powinny to być inne pytania).
Ale chociaż DNA jest małe w porównaniu z chipami komputerowymi, makrocząsteczka jest duża w świecie molekularnym. Synteza DNA wymaga wykwalifikowanej i często powtarzającej się pracy. Jeśli każda wiadomość wymaga zaprojektowania od podstaw, pamięć makrocząsteczek może stać się długą i kosztowną pracą.
„Postanowiliśmy zbadać strategię, która nie zapożycza się bezpośrednio z biologii” - mówi Cafferty. „Zamiast tego polegaliśmy na technikach powszechnie stosowanych w
Nie masz uprawnień do przeglądania zaloguj się lub zarejestruj aby zobaczyć
organicznej i
Nie masz uprawnień do przeglądania zaloguj się lub zarejestruj aby zobaczyć
i opracowaliśmy podejście, które wykorzystuje małe cząsteczki o niskiej masie cząsteczkowej do kodowania informacji”.

Dzięki jednej syntezie zespół może wyprodukować wystarczającą liczbę
Nie masz uprawnień do przeglądania zaloguj się lub zarejestruj aby zobaczyć
aby kodować wiele filmów wideo kotów jednocześnie, co sprawia, że podejście to jest mniej pracochłonne i tańsze niż podejście oparte na DNA.
W przypadku ich niskocząsteczkowych cząsteczek zespół wybrał oligopeptydy (dwa lub więcej połączonych peptydów), które są wspólne, stabilne i mniejsze niż DNA, RNA lub białka.
Oligopeptydy różnią się również masą, w zależności od ich liczby i rodzaju aminokwasów. Mieszane razem są odróżnialne od siebie, jak litery w zupie alfabetu.
Tworzenie słów z liter jest nieco skomplikowane: w mikrostudzience - jak miniaturowa wersja uderzenia molowego, ale z 384 otworami molowymi - każda studzienka zawiera oligopeptydy o różnych masach. Tak jak atrament jest wchłaniany na stronie, mieszaniny oligopeptydów są następnie składane na metalowej powierzchni, gdzie są przechowywane. Jeśli zespół chce odczytać to, co „napisał”, przygląda się jednemu ze studzienek za pomocą spektrometru mas, który sortuje cząsteczki masowo. Mówi im, które oligopeptydy są obecne lub nieobecne: ich masa je oddaje.
Następnie, aby przetłumaczyć zbieraninę molekuł na litery i słowa, pożyczyli
Nie masz uprawnień do przeglądania zaloguj się lub zarejestruj aby zobaczyć
. Na przykład „M” wykorzystuje cztery z ośmiu możliwych oligopeptydów, każdy o innej masie. Cztery pływające w studni otrzymują „1”, podczas gdy brakujące cztery otrzymują „0”. Molekularny kod binarny wskazuje na odpowiednią literę lub, jeśli informacja jest obrazem, odpowiedni piksel.
Dzięki tej metodzie mieszanina ośmiu oligopeptydów może przechowywać jeden bajt informacji; 32 może przechowywać cztery bajty; i więcej może przechowywać jeszcze więcej.
Do tej pory Cafferty i jego zespół „pisali,” zapisywali i „czytali” słynny wykład fizyka Richarda Feynmana „Na dole jest dużo miejsca”, zdjęcie Claude'a Shannona (znanego jako ojciec teorii informacji) i Hokusai'a obraz drzeworyt The Great Wave off Kanagawa. Ponieważ szacuje się, że globalne archiwum cyfrowe osiągnie 44 biliony gigabajtów do 2020 r. (Dziesięć razy więcej niż w 2013 r.), Obraz tsunami wydaje się odpowiedni.
Obecnie zespół może odzyskać przechowywane arcydzieła z dokładnością 99,9%. Ich „pisanie” wynosi średnio 8 bitów na sekundę, a „odczyt” wynosi średnio 20 bitów na sekundę. Chociaż ich „pisanie” prędkości znacznie wyprzedza pisanie syntetycznym DNA, czytanie może być zarówno szybsze, jak i tańsze w makrocząsteczce.
Ale dzięki szybszej technologii prędkość zespołu z pewnością wzrośnie. Na przykład
Nie masz uprawnień do przeglądania zaloguj się lub zarejestruj aby zobaczyć
może generować spadki z szybkością 1000 na sekundę i wbijać więcej informacji w mniejsze obszary. A ulepszone spektrometry masowe mogą przyjmować jeszcze więcej informacji naraz.
Zespół mógłby również poprawić stabilność, cenę i pojemność ich molekularnego przechowywania przy użyciu różnych klas cząsteczek. Ich oligopeptydy są produkowane na zamówienie i dlatego są droższe. Jednak przyszli twórcy bibliotek mogliby kupować niedrogie cząsteczki (takie jak alkanotiol), które kosztowałyby zaledwie jeden cent, aby zarejestrować 100 000 000 bitów informacji.
W przeciwieństwie do innych systemów przechowywania informacji molekularnych, które opierają się na jednej określonej cząsteczce, podejście to może wykorzystywać dowolną molekułę ciągliwą, o ile można ją manipulować w odróżnialnych bitach.
Oligopeptydy - i podobne wybory - są już odporne. „Oligopeptydy mają stabilność w setkach lub tysiącach lat w odpowiednich warunkach”, zgodnie z dokumentem. Odporne cząsteczki mogą przetrwać bez światła lub tlenu, w wysokiej temperaturze i suszy. W przeciwieństwie do chmury, do której hakerzy mają dostęp z ulubionego fotela łatwego dostępu, dostęp do pamięci molekularnej można uzyskać tylko osobiście. Nawet jeśli złodziej znajdzie zapas danych, potrzeba trochę chemii, aby odzyskać kod.
Skalowalna biblioteka molekularna Cafferty jest stabilną, zerową energią i odporną na korupcję opcją przyszłego przechowywania informacji. Tak więc, jeśli książki się palą, komputery zostają zhakowane, a płyty DVD zawodzą, może się utrzymywać pełno
Nie masz uprawnień do przeglądania zaloguj się lub zarejestruj aby zobaczyć
aby przypominać przyszłej ludzkości, jak bardzo kochamy dobre wideo kota.
Badanie zostało opublikowane w ACS Central Science .
Nie masz uprawnień do przeglądania zaloguj się lub zarejestruj aby zobaczyć
 
Ostatnia edycja: