DNAデータストレージの登場

を採用しています。 フリーランスのDNAシーケンシングデータアナリスト は、必要に応じて有資格の専門家に相談する必要がある場合、費用対効果の高いソリューションとなります。

DNAデータの保存が現実味を帯びてきた今、遺伝情報をダウンロードしてファイルに保存する日は来るのだろうか？その課題と可能性は何か？ Maya Raghunandanの博士号を取得しました。 生化学 そして 分子生物学 そして コラブツリー フリーランスのサイエンティストが、その概要を説明します。 

私たちは毎日、デジタル技術を使っています。写真を撮ったり、チャットをしたり、文書をダウンロードしたり、ビデオを見たり...。シリコンチップを搭載した多数のハードディスクドライブや磁気テープに「0」と「1」の配列でデジタル保存されたデータにより、膨大な情報にすぐにアクセスすることができます。現在進行中のデータ爆発は、すでにストレージ容量の限界を超えており、利用可能なインフラを超えてしまうことが予測されます。 2040年までにこのようなデータの氾濫により、マイクロチップグレードのシリコンが現在の10〜100倍必要になる可能性があります。この問題を解決するために、世界中の研究者が、データストレージの代替手段を模索しています。

データ保存ツールとしてのDNA長所

幸いなことに、母なる自然は、私たちの遺伝子情報をコード化した青写真、すなわちDNAという形で、私たちに解決策を与えてくれます。この考えは、2012年に米国の研究者たちによって提唱されました。 ハーバード大学 は、52,000語の本を1,000本のDNA鎖にエンコードしました。その後、多くの研究者が、デジタルデータをDNAに書き込み、それを取り出すための手法を検証し、さらに進化させた。代表的な例としては、以下の研究者が挙げられます。 コロンビア大学, イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校, ワシントン大学, 欧州バイオインフォマティクス研究所 そして チューリッヒ工科大学. In 2017, the US government announced potential interest in DNA storage リサーチ, as a part of its national security research branch activities. Many tech giants, including マイクロソフトこのように、DNAを未来のデータストレージバンクとして追求することには、多くの人々が興味を示しています。 実際に マイクロソフトとワシントン大学 との共同研究により、「35個の異なるファイル（200MB以上のデータ）を、1300万以上のDNAオリゴヌクレオチドに保存」し、エラーなく復元しました。データ保存の危機が迫っている今、DNAは多くの理由から生物学的な代替手段を提供することができる。

• DNAは非常に安定しており、100年単位で安定的に存続できる
• 非常にコンパクトで、収納スペースも少なくて済みます。
• 複製やバックアップの作成が容易です。
• 技術としては廃れない
• 他の技術を凌駕する情報記憶密度を持っています。 1グラム のDNAは、700テラバイトのデータを保存できます。 数キログラムのDNA は、現在、世界の大部分を保存することができます。

デジタルデータをバイオロジカルデータに変換する

理論的には、DNAの情報記憶の基礎は、少し異なるプロセスをたどっているものの、基本的にはバイナリコードと似ている。従来の方法では0と1を使う代わりに、DNAの情報はA、T、G、Cs（アデニン、シトシン、チミン、グアニン）として記録される。この方法は、ヌクレオチドに異なる2進コードを割り当てるというものだ。例えば、00はA、01はC、10はT、11はGです。さて、画像は通常、0と1の連続でコード化されており、連続開始の例は0011100100となります。これを00 11 10 01 00のペアに分解すると、A-G-T-C-Aとなります。この配列が、DNA鎖を形成するヌクレオチドの順番となる。配列が決まれば、DNAは化学的に合成され、乾燥され、光と湿気から守られた小さなバイアル瓶に保存される。1グラムのDNAには、2億1500万ギガバイトのデータを保存することができる。

DNAは、世界中のさまざまな研究室で日常的に使用されているDNA配列解析の手法を用いて「読み返す」ことができる。このプロセスでは、文字配列ファイルが得られ、それを0と1にデコードして元のデジタルデータを得ることができる。

データ保存ツールとしてのDNA。現在のハードル

DNAデータストレージを実用的なデータストレージの選択肢とするためには、情報のコード化-書き込み-読み取り-デコードの全プロセスを自動化する必要があります。現在使用されている技術は、時間がかかり、エラーが発生しやすいものです。そして何よりも、これらの技術を支えるコストが大幅に削減されなければ、DNAデータストレージは経済的に成り立ちません。

現在のDNA合成技術では、特に長いDNAを合成することはできず、1本あたり約20バイトのデータが限界である。そのため、データを分割して、切れ目を入れた後、DNAに変換する必要がある。さらに大きな問題は、データを検索するシステムにある。DNAを読むと、永久に破壊されてしまう。そのため、たくさんのバックアップを取っておく必要がある。また、現在のデータ検索システムでは、保存されているバイアルの中にあるデータをすべて読み取らなければならない。一方、新しい ランダムアクセス の技術は、個々のファイルの検索を現実的なものにすることを予感させます。

The usability of DNA as a means of data storage is going to be dictated by the advancements made in バイオテクノロジー and genetic engineering industries. The rate at which the DNA sequencing techniques have advanced would suggest that DNA data storage may become a reality soon. As various technologies slowly turn to bio-mimicry, it is befitting that DNA- the fundamental life storage molecule also serves as our data-bank.

を相談する必要がある場合は DNAシーケンサーデータアナリスト またはA フリーランス・バイオインフォマティシャン, Kolabtreeでは、プロジェクトの要件に応じて、さまざまな専門家の中から選ぶことができます。プロジェクトを投稿すると、無料で見積もりがもらえます。

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