Mokslo pažanga: šis kristalas gali išsaugoti žmogaus genomą milijardus metų

Jungtinės Karalystės Sautamptono universiteto mokslininkai dar kartą pademonstravo neįtikėtinas savo penkių dimensijų (5D) atminties kristalo saugojimo galimybes, šį kartą į jo struktūrą išgraviruodami visą šiuolaikinio žmogaus genomą atspindinčią seką.

Pati technologija nėra visiškai nauja. Iki 2011 m. inžinieriai ištobulino metodus, kaip naudojant femtosekundės ilgio lazerio impulsus sukurti nanosekundines tuštumas stiklinėje medžiagoje, pagamintoje iš silicio dioksido.

Kuo ypatingas šis kristalas?

Trimatė nanoskalių struktūrų padėtis, jų dydis ir orientacija leidžia saugoti 5D duomenis. Teigiama, kad didžiausi iš šių atminties kristalų, kurių tuštumos yra vos 20 nanometrų skersmens, gali sutalpinti šimtus terabaitų informacijos.

Skirtingai nuo nestabilios magnetinių juostų chemijos ar šviesai jautrių dažiklių kompaktiniuose diskuose, silicio ir deguonies pagrindu sukurtų molekulių išdėstymas laikui bėgant beveik nesikeičia, kad ir kas su juo vyktų – nuo užšaldymo iki iškepimo.

Duomenis galima perskaityti naudojant optinį mikroskopą ir poliarizatorių. Ant 5D disko atspausdinti raštai atrodo skirtingai, priklausomai nuo žiūrėjimo kampo ir mikroskopo padidinimo.

Teoriškai ši medžiaga kambario temperatūroje galėtų išbūti daugybę milijardų metų ir išlikti daugiau ar mažiau nepažeista. Tai reiškia, kad šis kristalas gali būti patikimesnis nei bet kuris kitas iki šiol išrastas kompaktiškas duomenų saugojimo būdas.

Neįtikėtinas proveržis

Bendradarbiaudami su DNR technologijų bendrove „Helixwork Technologies“, Sautamptono universiteto mokslininkai į vieną kristalą įterpė maždaug 3 milijardų raidžių seką, sudarančią žmogaus genomą, iš viso apie 800 megabaitų duomenų.

Gautas atminties kristalas buvo paslėptas „Žmonijos atminties“ archyve Austrijoje ir prisijungė prie šimtų senojoje druskos kasykloje saugomų užrašytų keraminių tomų, kuriuos galės peržiūrėti tolimesnės mūsų kartos.

„Iš kitų mokslininkų darbų žinome, kad paprastų organizmų genetinę medžiagą galima susintetinti ir panaudoti esamoje ląstelėje, kad laboratorijoje būtų sukurtas gyvybingas gyvas egzempliorius.

„5D atminties kristalas atveria galimybes kitiems mokslininkams sukurti amžiną genominės informacijos saugyklą, iš kurios ateityje, jei mokslas leis, būtų galima atkurti sudėtingus organizmus, pavyzdžiui, augalus ir gyvūnus.“ – teigia komandos vadovas Piteris Kazanskis, Sautamptono universiteto optinės fizikos specialistas.

Ši technologija gali būti neįkainojama net ir netolimoje ateityje

Vos prieš ketverius metus žmonija sukaupė apie 64 zetabaitus duomenų, kurie apima viską – nuo „Netflix“ serialų iki „TikTok“ klipų, nuo internete publikuojamų mokslinių straipsnių iki „Facebook“ įrašų. Šiemet šis skaičius gali siekti beveik 150 zetabaitų.

Ateinančiais dešimtmečiais visi šie duomenys gali būti labai vertingi, todėl reikės pigių, patikimų ir mažai energijos reikalaujančių metodų, kaip mažiausioje erdvėje sutalpinti daug informacijos.