Продемонстрирована цифровая запись изображений на молекулы-метаболиты

ДНК — не единственная биомолекула, которую можно использовать для хранения цифровых данных. Оказывается, ту же функцию могут выполнять растворы, содержащие метаболиты — сахара, аминокислоты и другие относительно простые молекулы, помогающие организму человека усваивать пищу.

Джейкоб Розенштейн (Jacob Rosenstein) и его коллеги в Университете Брауна (штат Род Айленд) смогли записать и считать изображения кошки, ибиса и якоря, использовав массив этих небольших молекул.

Учёные полагают, что этот новый подход к хранению информации способен сделать цифровые накопители более устойчивыми к попыткам взлома и пригодными для работы в неблагоприятных условиях внешней среды.

В частности, чтобы генерировать картинку ибиса, роботизированный раздатчик жидкости нанёс на пластинку 1024 точки, используя смесь из шести разных метаболитов. Наличие или отсутствие определённого метаболита в каждой из капель предоставило достаточно двоичной информации для того, чтобы можно было закодировать картинку, состоящую из 6142 пикселей. Для более детального изображения кота из египетской гробницы была использована дающая ещё более высокое разрешение смесь из 12 метаболитов.

Считать записанные таким образом данные удалось с точностью 99%. Для этого применялся масс-спектрометр, анализирующий химический состав каждой капли.

Поскольку метаболиты значительно меньше ДНК по размерам, с их помощью можно обеспечить гораздо более плотную запись информации. Кроме того, такая память работает быстрее, чем на базе ДНК, хотя, разумеется, уступает по производительности электронной памяти. Но у метаболитов есть и преимущества в сравнении с сегодняшними технологиями.

«Они не требуют никакой энергии после записи, и в зависимости от молекул и условий окружающей среды, данные могут храниться месяцами или годами, — говорит Розенштейн. — Фактически, молекулярная память может быть более стабильной, чем электронная в условиях экстремальных температур, давления и механических сил».

По словам учёного, новый метод вполне готов для широкого использования в лабораториях, но требует совершенствования считывающего оборудования для практического применения.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365