米国の科学者らはマイクロソフト社と協力し、完全に自動化されたデータ保存システムを使って、読み取り可能な合成DNA鎖に「hello」をエンコードすることに成功した。
この研究を行うための異例の装置は、この技術を最終的にデータセンターに導入するための第一歩となる可能性を秘めて開発されました。この実験は、木曜日にネイチャー誌に掲載された科学論文で説明されています。
「私たちの最終的な目標は、エンドユーザーにとって他のクラウドストレージサービスとほとんど変わらないシステムを実稼働させることです。つまり、ビットがデータセンターに送信され、そこに保存され、顧客が望むときにだけ表示されるのです」とマイクロソフトの主席研究員カリン・ストラウス氏は語った。
DNAは、わずか4つの核酸塩基の組み合わせが数十億通りも存在するという構造上、非常に低速ながらも、驚くほど高密度で長期間保存可能な記憶媒体として機能する。このアイデアは、ソビエト連邦の物理学者ミハイル・ナイマンによって1964年から65年にかけて初めて提唱されたが、実現に必要な技術が登場したのは2000年代後半になってからだった。
この最新の実験を主導したワシントン大学とマイクロソフトの研究チームは以前、DNAベースのストレージは角砂糖大のユニットにデータセンター全体の内容を収容でき、数千年は確実に持続すると述べていました。しかし、DNAシーケンサーを用いて個々の鎖からデータを取得するには長いプロセスが必要で、現在約10時間かかります。
マイクロソフトとワシントン大学は2015年からDNAベースのストレージで協力しており、これまでに偉大な文学作品から猫の写真まで、1GBのデータをDNAに保存したと主張している。
DNAをストレージとして？古くて退屈。科学者たちは今、モノマーを連鎖させている
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研究チームは独自の合成DNAを製造しておらず、専門のバイオテクノロジー企業から長鎖オリゴヌクレオチドを購入している。この実験を支援するため、マイクロソフトは2016年にTwist Bioscienceから1,000万本、2017年にさらに1,000万本を購入した。
研究者らは、DNAのコード化プロセスは自動合成装置とシーケンサーに依存していたが、研究室では依然として多くの手作業が必要だったと述べた。現在では手作業は不要になったと研究者らは主張している。
「データセンター内を大勢の人がピペットを持って走り回るようなことはあり得ません。人為的ミスが起こりやすく、コストがかかりすぎ、設置面積も大きくなりすぎます」とワシントン大学ポール・G・アレン・コンピュータサイエンス・エンジニアリング学部の上級研究科学者、クリス・タカハシ氏は言う。
このシステムは1と0をシトシン、グアニン、アデニン、チミンに変換し、研究者らが「ほぼ既製品」と呼ぶ実験装置を使用して、必要な化学物質を合成装置に流す。
システムが情報を取得する必要がある場合、DNAを「新しい最小限の準備プロトコル」を使用して準備し、それを機械に送り込み、機械が配列を読み取って1と0に変換するという。
「反復的な作業を自動化するシステムがあれば、研究室で働く私たちはより高い視点で新たな戦略を組み立て、本質的に革新を加速させることができる」とマイクロソフトの研究員ビクリン・グエン氏は語った。
自動化されたDNAベースのストレージに取り組んでいるチームはこれだけではない。昨年、MITのスタートアップ企業Catalogは、500兆個のDNA分子を使って1日あたり1テラバイトのデータを書き込むことができるマシンを設計していると発表した。
マイクロンはボイシ州立大学のDNA研究に資金提供しており、インテルもこの技術に興味を持っていると報じられている。
これがいつ商業的に利用されるかについては示されていません。®
