Tiến bộ công nghệ gien giúp 1 gram ADN có thể lưu trữ đến 215 triệu GB dữ liệu

Có thể trong tương lai, những chiếc USB flash vẫn còn quá cồng kềnh so với phương pháp lưu trữ dữ liệu mới này.

10 năm trước, nếu bạn muốn sao lưu những bức ảnh cũ trong máy tính của mình, bạn sẽ cần đến một chiếc ổ cứng ngoài to lớn, kềnh càng, có thể nặng đến hàng kilogam và gần như không thể di chuyển chúng một cách thoải mái. Nhưng 10 năm sau kể từ bây giờ, bạn sẽ có thể sao lưu dữ liệu của toàn bộ cuộc đời mình trong một phân tử ADN nặng vài gram.

Mới đây, các nhà nghiên cứu đã đạt được một bước tiến mới về công nghệ lưu trữ khi họ nhúng được vào trong mật mã của sự sống này một bộ phim cổ từ 1895 của Pháp, một virus máy tính và một thẻ quà tặng 50 USD của Amazon.

Đây không phải lần đầu tiên các nhà khoa học sử dụng những chuỗi xoắn kép này cho việc lưu trữ. Năm 2011, nhà di truyền học George Church tại Đại học Harvard đã tiên phong trong việc sử dụng ADN để lưu trữ các dữ liệu điện tử, bao gồm một quyển sách riêng của ông đã được mã hóa, vài hình ảnh và một chương trình Javascript.

Một năm sau đó, các nhà nghiên cứu tại Viện sinh học European Bioinformatics đã cải thiện phương pháp trên và tải lên một đoạn ADN nhỏ toàn bộ các bài thơ ngắn của Shakespeare, đoạn clip quay bài phát biểu “I have a dream” của Martin Luther King, một file PDF tài liệu mô tả chi tiết cấu trúc ADN của tác giả James Watson và Francis Crick, cũng như một bức ảnh chụp học viện này.

Vào tháng Bảy năm ngoái, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Microsoft và Đại học Washington cũng làm nên một kỷ lục khi lưu trữ được 200 MB dữ liệu trong một ADN. Nhưng việc mã hóa dữ liệu với nhiều hơn vài trăm chữ cái mà không làm nó bị chuyển thành một mớ hỗn độn không thể đọc nổi vẫn là điều rất khó khăn.

Tuy nhiên trong một tài liệu mới được tiết lộ vào thứ Sáu tuần trước trên tạp chí Science, Yaniv Erlich và Dina Zielinski, đến từ Trung tâm Di truyền New York và Đại học Columbia, đã mô tả chi tiết về một cải tiến quan trọng. Phương pháp của họ, được đặt tên là “DNA Fountain”, để chia cắt dữ liệu thành các mẩu nhỏ, và sau đó ghép chúng lại với nhau. Phương pháp này cho phép một file lớn như một bộ phim có thể được truyền hoàn hảo qua một kết nối kém.

Sử dụng phương pháp mới này, họ có thể lưu trữ tổng cộng hơn 2 MB dữ liệu trong 72.000 sợi ADN và dễ dàng lấy được nó ra. Một người follow Twitter của Erlich thậm chí còn có thể crack đoạn mã và lấy được ra dữ liệu về một thẻ quà tặng của Amazon. Phương pháp này cho phép họ đóng gói đến 215 Petabyte (tương đương 215 triệu GB) dữ liệu trên một gram ADN duy nhất – nhiều gấp 100 lần George Church từng làm được cách đây vài năm.

ADN là một phương tiện lưu trữ có ý nghĩa quan trọng – trên thực tế, nó đang lưu trữ đến hàng tỷ ký tự như một dòng code của sự sống. Không những vậy, nó còn nhỏ gọn và bền bỉ. Không giống như đĩa mềm hay những ổ đĩa cứng cồng kềnh trước đây, nó sẽ không bao giờ trở nên lỗi thời. Thay vì chỉ được mã hóa dưới dạng 1 hoặc 0, các dòng mã bằng ADN sẽ được viết bằng các chuỗi As, Gs Cs và Ts. Sử dụng ADN, bạn có thể lưu trữ tất cả dữ liệu trên thế giới chỉ trong một căn phòng nhỏ gọn và giữ nó ở đó trong hàng nghìn năm.

Kỹ thuật DNA Fountain là một bước tiến đáng kể trong khả năng ngăn chặn lỗi và tối đa hóa khả năng lưu trữ của ADN.

Tuy nhiên, trước khi chúng ta có thể sử dụng khả năng lưu trữ dữ liệu điện tử trên các ADN thay cho ổ đĩa flash, quy trình thực hiện cần phải trở nên rẻ hơn đáng kể so với hiện tại. Nhưng điều đó có thể xảy ra trước khi chúng ta kịp nhận ra. Hãng thiết bị phân tích gien Illumina đã thông báo kế hoạch giảm chi phí của việc sắp xếp toàn bộ trình tự chuỗi gien người xuống dưới 100 USD trong năm nay. Việc sắp xếp một vài MB dữ liệu trên gien chắc chắn sẽ nhỏ hơn nhiều con số trên.

Theo GenK

SHARE