Berta Sándor
Nem jelent valós alternatívát a DNS-alapú adattárolás
A DNS-re épülő adattárolás ugyan működik, és mindenféle információ rögzíthető benne, de nem jelent alternatívát a merevlemezekkel szemben. Az adatok tárolása és kiolvasása roppant drága, lassú és bonyolult eljárás.
Dr. Nick Goldman, az Európai Bioinformatikai Intézet (EBI) kutatója és egyik kollégája, Ewan Birney januárban publikálták a DNS-re épülő adattárolással kapcsolatos eredményeiket. Goldman ennek ellenére nem gondolja, hogy a megoldás a jövőben alternatívát jelenthet a merevlemezekkel szemben. "Minden, amit egy számítógépen tárolni lehet, az eltárolható a DNS-ben is" - vallja dr. Nick Goldman matematikus és zoológus. Ő és kollégái megpróbálták a saját igényeik szerint működésre bírni és információk tárolására felhasználni a DNS-t. Összesen 750 kilobájt adatot sikerült elraktározni, ezek között volt egy kép, 154 Shakespeare-szonáta; 26 másodperces, MP3 formátumú részlet Martin Luther King I have a dream című beszédéből, egy PDF-fájl és egy szoftveralgoritmus.
"Ezerszer több információt sikerült eltárolnunk a DNS-ben, mint a korábbi kísérletek során. Ehhez egy olyan kódot írtunk, ami lehetővé teszi a számunkra, hogy mindenfajta információt megőrizhessünk így. Ezelőtt kizárólag szövegeket tudtunk a DNS-ben tárolni, de meg akartuk mutatni, hogy minden olyasmit meg lehet őrizni, ami egy számítógépen is helyet kaphat, vagyis szövegeket, képeket, zenét vagy bármi mást. Volt egy másik csoport is, amit George Church tudós vezetett és hasonló dolgot kísérelt meg, mint mi, ők előbb is publikálták az eredményeiket. Mi viszont integráltunk egy hibafelismerő kódot is, mert számítottunk arra, hogy lehetnek problémák és így kijavíthatjuk a lehetséges hibákat. Lehetséges hiba valósulhat meg például a DNS szintetizálásakor, a hibaarány körülbelül 1 százalék. Az adatok kiolvasásakor is lehetnek hibák, de a problémás rész ott is csak 1 százalék. A szövegek titkosítása viszont nem valószínű, hogy problémát okoz, mert egy szöveg akkor is érthető, ha több száz betűből egy hiányzik vagy téves, más formátumoknál viszont ez problémát okozhat."
"A fájlok titkosításának folyamata körülbelül két héten át tartott, de az idő nagy része az előkészületekre ment el. Az információk kiolvasása és a DNS-ből való visszaállítása csupán néhány percig tartott. Ma már jobb eszközök állnak rendelkezésre, így a teljes folyamatot néhány napra le tudnánk csökkenteni, ez az idő hamarosan pedig csupán néhány óra lesz. Nagyon optimisták vagyunk abban a tekintetben, hogy a technikai fejlődés ilyen ütemben folytatódik" - összegezte a tapasztalatokat dr. Nick Goldman.
A szakember közölte: tervezik, hogy a kísérletet nagyobb adatmennyiséggel is végrehajtják. Számos vállalat lépett kapcsolatba velük és ezek között vannak nagy médiacégek is, de erről részleteket nem árulhatott el. A következő kísérletek során százszor vagy ezerszer több információt fognak eltárolni, de ez egy nagyon drága dolog. A mesterséges DNS elkészítése mintegy 12 400 dollár megabájtonként, azaz az elvégzett kísérletük 10 000 dollárba került. Az adatok kiolvasása ennek az összegnek az egytizedét teszi ki, tehát kijelenthető, hogy a DNS nem fogja a merevlemezt pótolni, ehhez ugyanis a folyamat túl drága, az információk kiolvasása pedig túl hosszadalmas. Viszont jó esély van arra, hogy a DNS körülbelül tíz éven belül hasznos technológia lesz, ha arról lesz szó, hogy dokumentumokat hosszú időn keresztül kell majd megőrizni. Ehhez persze még sok területen számos technológiai javításra lesz szükség, a kutatók mindenesetre optimisták.
"Amennyiben csak rövid ideig kell tárolni az adatokat, akkor a molekulák akár a nadrágzsebbe is rakhatók. Amennyiben viszont az információkat tíz, száz vagy akár ezer évre akarják megőrizni, akkor a DNS-t hűvös, száraz és fényszegény környezetben kell tárolni. Erre a célra egy hűtőszekrény elegendő, de egy mélyhűtő még jobb lenne. Elképzelhetőnek tartom, hogy lesznek olyan vállalatok, amelyek megfelelő lehetőségeket fognak kínálni, például Norvégia vagy Svájc erre alkalmas lenne. A mesterséges DNS élő szervezetekbe való integrálása iránt ugyanakkor nem érdeklődünk, ez nagyon nehéz lenne és etikátlan is. Ráadásul alighanem nem is működne."
"A mesterséges DNS is változhat és így a tárolt információk elveszhetnek, de egy organizmus viszont ezt sértetlenül átvészelné, mert az általunk használt kód minden egyes élő organizmustól különbözik. Az adatokat probléma nélkül lehetne szállítani, akár a repülőtéri ellenőrzéseken keresztül is. A hagyományos szkennelési mechanizmusok nem tudják felderíteni. A mesterséges DNS-t alig lehet megkülönböztetni a természetestől. A James Bond-filmek világában, de akár Edward Snowden számára is ez biztos, hogy egy lehetőséget jelentene. A mesterséges DNS, amit az információk tárolására használunk, szinte inaktív. Egy kémcsőben őrizzük, nagyon csekély annak az esélye, hogy mutálódik vagy megváltozik. Hideg és száraz körülmények között ez nem történhet meg, hiszen a természetes DNS sem változik, ha megfagyott."
"A kísérlet ötletét egyébként az adta, hogy az egyik részlegünknél nem volt elég tárolóhely, ez ösztönzött minket arra hogy elgondolkozzunk ezen a dolgon. A DNS azonban sajnos nem fogja megoldani a problémáinkat, mivel nálunk nincs előtérben a hosszú távú adattárolás. A kutatók gyorsan akarják elérni az adatokat, ezzel szemben ma nincs alternatívájuk a merevlemezeknek, amelyeken az adatokat kompakt módon tárolhatjuk és viszonylag gyorsan el is érhetjük" - hangsúlyozta végül a matematikus-zoológus.
Dr. Nick Goldman, az Európai Bioinformatikai Intézet (EBI) kutatója és egyik kollégája, Ewan Birney januárban publikálták a DNS-re épülő adattárolással kapcsolatos eredményeiket. Goldman ennek ellenére nem gondolja, hogy a megoldás a jövőben alternatívát jelenthet a merevlemezekkel szemben. "Minden, amit egy számítógépen tárolni lehet, az eltárolható a DNS-ben is" - vallja dr. Nick Goldman matematikus és zoológus. Ő és kollégái megpróbálták a saját igényeik szerint működésre bírni és információk tárolására felhasználni a DNS-t. Összesen 750 kilobájt adatot sikerült elraktározni, ezek között volt egy kép, 154 Shakespeare-szonáta; 26 másodperces, MP3 formátumú részlet Martin Luther King I have a dream című beszédéből, egy PDF-fájl és egy szoftveralgoritmus."Ezerszer több információt sikerült eltárolnunk a DNS-ben, mint a korábbi kísérletek során. Ehhez egy olyan kódot írtunk, ami lehetővé teszi a számunkra, hogy mindenfajta információt megőrizhessünk így. Ezelőtt kizárólag szövegeket tudtunk a DNS-ben tárolni, de meg akartuk mutatni, hogy minden olyasmit meg lehet őrizni, ami egy számítógépen is helyet kaphat, vagyis szövegeket, képeket, zenét vagy bármi mást. Volt egy másik csoport is, amit George Church tudós vezetett és hasonló dolgot kísérelt meg, mint mi, ők előbb is publikálták az eredményeiket. Mi viszont integráltunk egy hibafelismerő kódot is, mert számítottunk arra, hogy lehetnek problémák és így kijavíthatjuk a lehetséges hibákat. Lehetséges hiba valósulhat meg például a DNS szintetizálásakor, a hibaarány körülbelül 1 százalék. Az adatok kiolvasásakor is lehetnek hibák, de a problémás rész ott is csak 1 százalék. A szövegek titkosítása viszont nem valószínű, hogy problémát okoz, mert egy szöveg akkor is érthető, ha több száz betűből egy hiányzik vagy téves, más formátumoknál viszont ez problémát okozhat."
"A fájlok titkosításának folyamata körülbelül két héten át tartott, de az idő nagy része az előkészületekre ment el. Az információk kiolvasása és a DNS-ből való visszaállítása csupán néhány percig tartott. Ma már jobb eszközök állnak rendelkezésre, így a teljes folyamatot néhány napra le tudnánk csökkenteni, ez az idő hamarosan pedig csupán néhány óra lesz. Nagyon optimisták vagyunk abban a tekintetben, hogy a technikai fejlődés ilyen ütemben folytatódik" - összegezte a tapasztalatokat dr. Nick Goldman.
A szakember közölte: tervezik, hogy a kísérletet nagyobb adatmennyiséggel is végrehajtják. Számos vállalat lépett kapcsolatba velük és ezek között vannak nagy médiacégek is, de erről részleteket nem árulhatott el. A következő kísérletek során százszor vagy ezerszer több információt fognak eltárolni, de ez egy nagyon drága dolog. A mesterséges DNS elkészítése mintegy 12 400 dollár megabájtonként, azaz az elvégzett kísérletük 10 000 dollárba került. Az adatok kiolvasása ennek az összegnek az egytizedét teszi ki, tehát kijelenthető, hogy a DNS nem fogja a merevlemezt pótolni, ehhez ugyanis a folyamat túl drága, az információk kiolvasása pedig túl hosszadalmas. Viszont jó esély van arra, hogy a DNS körülbelül tíz éven belül hasznos technológia lesz, ha arról lesz szó, hogy dokumentumokat hosszú időn keresztül kell majd megőrizni. Ehhez persze még sok területen számos technológiai javításra lesz szükség, a kutatók mindenesetre optimisták."Amennyiben csak rövid ideig kell tárolni az adatokat, akkor a molekulák akár a nadrágzsebbe is rakhatók. Amennyiben viszont az információkat tíz, száz vagy akár ezer évre akarják megőrizni, akkor a DNS-t hűvös, száraz és fényszegény környezetben kell tárolni. Erre a célra egy hűtőszekrény elegendő, de egy mélyhűtő még jobb lenne. Elképzelhetőnek tartom, hogy lesznek olyan vállalatok, amelyek megfelelő lehetőségeket fognak kínálni, például Norvégia vagy Svájc erre alkalmas lenne. A mesterséges DNS élő szervezetekbe való integrálása iránt ugyanakkor nem érdeklődünk, ez nagyon nehéz lenne és etikátlan is. Ráadásul alighanem nem is működne."
"A mesterséges DNS is változhat és így a tárolt információk elveszhetnek, de egy organizmus viszont ezt sértetlenül átvészelné, mert az általunk használt kód minden egyes élő organizmustól különbözik. Az adatokat probléma nélkül lehetne szállítani, akár a repülőtéri ellenőrzéseken keresztül is. A hagyományos szkennelési mechanizmusok nem tudják felderíteni. A mesterséges DNS-t alig lehet megkülönböztetni a természetestől. A James Bond-filmek világában, de akár Edward Snowden számára is ez biztos, hogy egy lehetőséget jelentene. A mesterséges DNS, amit az információk tárolására használunk, szinte inaktív. Egy kémcsőben őrizzük, nagyon csekély annak az esélye, hogy mutálódik vagy megváltozik. Hideg és száraz körülmények között ez nem történhet meg, hiszen a természetes DNS sem változik, ha megfagyott."
"A kísérlet ötletét egyébként az adta, hogy az egyik részlegünknél nem volt elég tárolóhely, ez ösztönzött minket arra hogy elgondolkozzunk ezen a dolgon. A DNS azonban sajnos nem fogja megoldani a problémáinkat, mivel nálunk nincs előtérben a hosszú távú adattárolás. A kutatók gyorsan akarják elérni az adatokat, ezzel szemben ma nincs alternatívájuk a merevlemezeknek, amelyeken az adatokat kompakt módon tárolhatjuk és viszonylag gyorsan el is érhetjük" - hangsúlyozta végül a matematikus-zoológus.