900 терабайт информации на 1 грамме бактерий

Группа исследователей из Китайского университета Гонконга нашла способ шифрования и хранения данных в бактериях. В 1 г живого материала помещается примерно 900 ТБ информации. Проект называется Bioencryption (см. презентацию), и создан он был для международного конкурса iGEM-2010 (International Genetically Engineered Machine).

Шифрование осуществляется методом перемешивания ДНК (DNA shuffle). Считывание информации из бактерий подтверждается контрольной суммой.

Для хранения данных, как и можно было предположить, используется четверичная система счисления, по количеству нуклеотидов (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G).

Текст переводится в цифры по таблице ASCII (i = 105; G = 71; E = 69; M = 77), затем в четверичную систему (105 → 1221; 71 → 0113; 69 → 0111; 71 → 0131), а потом в цепочку нуклеотидов.

iGem → 1221011301110131 → ATCTATTGATTTATGT

Затем информацию пропускают через алгоритм компрессии, чтобы не тратить впустую нуклеотиды.
Для шифрования и хранения данные разбиваются на блоки по 1 КБ (столько помещается в одну клетку бактерии) и создаётся 4-уровневая структура адресации, с заголовком и футером для каждого фрагмента.

Для хранения используются организмы E.coli DH5 α. Учёные синтезируют ДНК с необходимой последовательностью нуклеотидов и внедряют её в клетки бактерий. В 1 грамме бактерий содержится примерно 10 миллионов клеток, так что информация может быть продублирована сотни тысяч раз естественным методом (путём деления клеток).

Синтез ДНК до сих пор остаётся дорогим удовольствием (примерно $0,29 за базовую пару), и оборудование для этого нужно очень дорогое.

По информационной ёмкости 1 грамм бактерий равен примерно 900 ТБ. Учёные считают, что созданная ими информационная система может использоваться для хранения мультимедийных файлов: фотографий, музыки, кинофильмов. Они предупреждают только, что в синтетические бактерии лучше всего изначально вставлять штрихкоды, чтобы не перепутать их с биологическими организмами.

Источник: habrahabr

@темы: Интересности, Новости, Наука

---

Нобелевская премия по физике

С формулировкой «за революционные эксперименты с двухмерным материалом графеном» Нобелевский комитет присудил премию по физике Константину Новоселову и Андрею Гейму — ученым из Манчестерского университета, которые уехали из России в 90-е. Оба — выпускники Московского физико-технического института, оба успели поработать в Институте проблем технологии микроэлектроники в подмосковной Черноголовке, но сделали свое открытие уже в Манчестере.

Немного подробностей

Графен — это необычное состояние углерода: слой графита толщиной в один атом, структуру которого знали задолго до открытия и рисовали в школьных учебниках — бесконечные плоские шестигранные соты. Это легко нарисовать, но сложно придумать метод синтеза. Кусок графита (например, грифель карандаша) состоит из плотно спрессованных слоев графена, и хитрость была в том, чтобы вытянуть из стопки один-единственный. Одна из технологий такая: взять скотч, приклеить к куску графита, отодрать и отобрать правильные чешуйки. Никаких коллайдеров, все просто, как в школе.

Новая структура — ближайший родственник нанотрубок и фуллеренов (углеродных «футбольных мячей»). Первооткрывателей фуллеренов в 1996-м наградили Нобелевской премией по химии — и, теоретически, она же могла достаться Новоселову и Гейму. Однако графен интересен не сам по себе, а разными физическими аномалиями в его поведении. Без соседей сверху и снизу поведение углеродного листа меняется радикально. За «сотами» маячили (и маячат) процессоры размером в микрон и прочие чудеса нанотехнологий.

Любопытно, что Андрей Гейм — первый лауреат сразу двух премий, Нобелевской и шуточной Игнобелевской: в 2000 году его наградили за эксперимент с летающей лягушкой. По меркам последних лет оба лауреата непривычно молоды: Новоселову всего 36, Гейму — 52. Можно добавить, что Новоселов — самый юный лауреат Нобелевской премии из России (если учитывать все номинации); что оба — первые ученые из России, которых наградили за открытие, сделанное не на родине. Хочется надеяться, что не последние.

Пишет Сноб

@темы: Новости, Наука