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Datenspeicher für Ewigkeit

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Als fehlerlose Lagerung der Informationen von DNA mit mehr Million Jahren vor

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Verzeichnet Tausenden Jahre alt versehen uns mit einem Blick in long-forgotten Kulturen und dem Wissen unserer Vorfahren in einer Liste. In dieser digitalen Ära demgegenüber ist ein großes Teil unseres Wissens auf Bedienern und Festplattenlaufwerken. Es ist eine Herausforderung, damit diese Daten 50 Jahre, geschweige denn Tausenden Jahre überleben. Forscher suchen folglich nach neuen Weisen, große Datenbestände auf lange Sicht zu speichern. Wird ein Speichermedium insbesondere beachtet, das in der Natur gefunden wird: die genetisches Material DNA.

DNA verleiht sich zu dieser Aufgabe, während sie große Informationsumfang in einer kompakten Weise speichern kann. Leider sind die Daten nicht immer wieder gutzumachendes fehlerloses: Abstände und falsche Informationen in den verschlüsselten Daten entstehen durch chemische Verminderung und Fehler beim DNA-Der Reihe nach ordnen. Jetzt führten Forscher durch Robert Grass, ein Lektor ETH Zürichs an der Abteilung von Chemie und wendeten Biowissenschaften, haben aufgedeckt, wie die langfristige, fehlerlose Lagerung der Informationen erzielt werden kann, möglicherweise für mehr als Million Jahre an. Zuerst kapseln sie die Informationlager Segmente von DNA im Silikon (Glas) ein und an zweiter Stelle, verwenden sie einen Algorithmus, um Fehler in den Daten zu beheben.

„Synthetisches Fossil“ bildet einen schützenden Mantel

Vor zwei Jahren, zeigten Forscher, dass Daten gespart werden und in Form von DNA neulesen konnten. In diesem Fall, der Zeitraum zwischen „Schreiben“ waren die Informationen - die Synthese der entsprechenden codierten Befehlsfolge der DNA - und der Messwert oder Der Reihe nach ordnen, der Daten sehr kurz. Aber sogar stellt ein kurzer Zeitraum ein Problem in der Fehlermarge ausgedrückt dar, da Fehler im Schreiben und im Messwert der DNA auftreten. Über eine längere Zeitdauer kann DNA, während sie chemisch mit der Umwelt reagiert, ein Hindernis langfristiger Lagerung erheblich so darstellen ändern. Jedoch kann das genetische Material, das in versteinerten Knochen einige Hunderte Tausenden Jahre alt gefunden wird, lokalisiert werden und analysiert werden, da es eingekapselt worden und geschützt worden ist. „Ähnlich diesen Knochen, wollten wir die Informationlager DNA mit einem synthetischen „versteinerten“ Oberteil schützen,“ erklären Gras.

Um die zu tun, kapselte seine Mannschaft die DNA in den Silikonbereichen mit einem Durchmesser von ungefähr 150 nanometres ein. Die Forscher verschlüsselten der Schweiz Bundescharter von 1291 und die Methoden der mechanischen Theoreme durch Archimedes in der DNA. Um die Verminderung der Informationlager DNA in einer langen Zeitspanne der Zeit zu simulieren, speicherten Forscher sie bei einer Temperatur von zwischen 60 und 70 Grad Celsius für bis zu einen Monat. Solche Hochtemperaturen wiederholen die chemische Verminderung, die über Hunderten Jahren innerhalb einiger Wochen stattfindet. In dieser Weise konnten Forscher die Lagerung von DNA in einer Hülle des Quarzglases mit anderen Zentralspeichermethoden vergleichen: auf imprägniertem Filterpapier und in einem Biopolymer. Die DNA, die im Glasoberteil eingekapselt wurde, fiel aus, besonders robust zu sein. Durch den Gebrauch von einer Fluoridlösung, könnte sie vom Quarzglas und von den Informationen leicht getrennt werden, die von ihr gelesen wurden.

Da Verkapselung im Silikon mit der in versteinerten Knochen ungefähr vergleichbar ist, konnten Forscher auf prähistorische Informationen über die langfristige Stabilität eingekapselter DNA zeichnen und von diesem berechnen eine Prognose: durch Lagerung in niedrigen Temperaturen, wie der, die in der Svalbard-globalen Samen-Wölbung, die am Mangel 18 Grad Celsius-gefunden wird gespeichert wird, können DNA-verschlüsselte Informationen in Million Jahren überleben. Demgegenüber können die Daten, die an projektiert werden, um auf Mikrofilm zu übertragen, nur für geschätzten 500 Jahre konserviert werden.

Wiederherstellung der verlorenen Datenpunkte

Dennoch ist sie nicht genug, zum der Informationen in langen Zeitspannen der Zeit ohne erheblichen Schaden einfach zu speichern; die Daten müssen auch in der Lage sein, von der Störung frei gelesen zu werden. Dank bedeutende technologische Zuführungen in DNA, die, der Messwert der gespeicherten Daten der Reihe nach ordnet, ist erschwinglich und wird zukünftig sogar kosteneffektiv werden. Diese Technologien sind jedoch nicht fehlerlos.

Um auf dieses Problem zu reagieren, entwickelte Reinhard Heckel vom ETH Zürichs Kommunikationstechnologie-Labor einen Entwurf um diese Störungen zu beheben, die auf den Schilf-Solomon Codes basierten, die denen ähnlich sind die im Getriebe von Daten über langen Abständen verwendet werden; z.B. Funkverbindung mit Raumfahrzeug. Der Schlüssel ist die zusätzliche Information, die den tatsächlichen Daten beigefügt wird, erklärt Heckel. „, zwecks eine Parabel, benötigen Sie zu definieren im Allgemeinen nur drei Punkte. Wir addierten weiteren zwei, falls man verloren geht oder wird verschoben.“ Die DNA-verschlüsselten Daten sind in der Tat komplizierter, aber prinzipiell die Sicherheits„Aushilfs“ Funktionen der Forscher DNA-verschlüsselten auf die gleiche Weise. Selbst wenn gespeichert in den ungünstigen Bedingungen, konnten die Informationen, die für den Test gespart wurden - der Schweiz Bundescharter- und Archimedestext - zurückgeholtes fehlerloses sein.

Welche ein bisschen Informationen würde Gras für Millionen Jahre sparen? Die Dokumente im Gedächtnis UNESCO des Weltprogramms, sagt er. Und Wikipedia außerdem: „Viele Eintragungen werden im Detail, andere kleiner so beschrieben. Dieses liefert vermutlich einen guten Überblick über, was unsere Gesellschaft weiß, was es besetzt und in welchem Ausmaß.“