ガラスの心臓:5Dメモリクリスタルに「永遠」に保存されたヒトゲノム

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ガラスの心臓:5Dメモリクリスタルに「永遠」に保存されたヒトゲノム

英国サウサンプトン大学の研究者らのおかげで、人類が最終的に絶滅した後に、将来何らかの存在が人類を復活させようとするかどうかは、可能性は低いとしても理論上の選択肢となった。

オプトエレクトロニクスのピーター・カザンスキー教授率いる研究チームは、超高速レーザーを使用して、数十億年持続するように設計された記憶媒体である5Dメモリ結晶にヒトゲノムを刻み込んだ。

地球の酸素欠乏はそれよりも早く、約 10 億年後に起こると予想されており、太陽が地球を飲み込むのは約 76 億年後になると予想されています。

しかし、少なくとも、ヒトゲノムデータがビット腐敗、つまり初期のデジタルアーティファクトを既に蝕んでいるデータの劣化から保護されることは安心材料だ。カザンスキー氏が共著した2016年の研究論文で示唆されているように、私たちの遺伝子設計図は、永遠とまではいかないまでも、非常に長い間、理論上は復元可能である。

Image of 5D memory crystal

5Dメモリクリスタルの見た目はこんな感じ… 出典:カザンスキー教授。クリックして拡大

超高速レーザーと透明媒体を使用した光ストレージのアイデアは 1996 年にまで遡ります [PDF]。

それ以来、このプロセスの書き込み速度が永遠にも等しい時間ではなくなったことが変化した。「10年前はデータの書き込みに半年かかっていたのが、今では1時間で書き込めます」とカザンスキー氏は金曜日にThe Register紙に語った。

5Dメモリークリスタルは、厳密にはクリスタルではない。「シリカガラスです」とカザンスキー氏は言う。「窓ガラスとは違います。光ファイバーに使われているガラスに似ています。非常に純粋なシリカで、非常に耐久性があります。」クマムシよりも頑丈だ。溶融シリカは、最高1000℃の温度、1平方センチメートルあたり最大10トンの力、そして宇宙放射線にも耐えられる。

サウサンプトン大学のオプトエレクトロニクス研究センター(ORC)が開発した5Dメモリ結晶にはさまざまなサイズがあり、最大のものは5インチ四方で、360テラバイトのデータを、誰も気にしないほど長い間保存することができます。

5Dという名称は、データの書き込みに用いられる自由度、つまり次元を指します。「X、Y、Z座標の3つの自由度に加え、ナノ構造の向きとサイズも考慮します」とカザンスキー氏は説明し、偏光状態と波長について言及しました。

データ書き込みプロセスでは、溶融シリカ記憶媒体にフェムト秒レーザーを照射し、光を屈折させる 20nm ほどの小さな構造である「ナノグレーティング」を含むピットを作成します。

5D メモリ クリスタルは高解像度のグラフィックスにも対応できるため、データを読み取りたいが必要なツールを持っていない人でも、終末後の再工業化、半導体能力、光学工学に関する指示を利用できるようになります。

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カザンスキー氏のチームは、ヒトゲノムに含まれる約30億の文字をそれぞれ150回ずつ配列解析し、位置の正確性を確保するため、ヘリックスワークス・テクノロジーズ社に依頼しました。こうして得られた5Dメモリクリスタルは、オーストリア、ハルシュタットの岩塩洞窟に保管されている「人類の記憶」アーカイブに保管されています。

「私たちの目標は、人類の遺伝子コードのバックアップを、壊滅的な事態に備えて作成することです」とカザンスキー氏は説明した。「5Dメモリクリスタルの並外れた耐久性により、この情報は人類の寿命を超えて数十億年もの間保存されます。」

ピーター・カザンスキー氏はメールで次のように付け加えた。「私たちが創り出したDNAメモリークリスタルは鮮やかな青色に輝き、人類の遺伝的遺産の永遠性と保全を象徴しています。『青い惑星』である地球が生命と継続性を象徴するように、この青い輝きは、数十億年にわたってDNAを守ってきたクリスタルの役割を反映しています。生命の本質を守るというビジョンと、たとえ壊滅的な出来事に直面しても、私たちの遺伝的物語が未来の世代のために輝き続けるという希望を体現しているのです。」

同氏はまた、レドモンド社がこの技術のライセンスを取得したことを認め、「マイクロソフトは、同社の特定の実装開発を可能にするために、当社の研究成果の一部をライセンス供与した」と述べた。さらに、ブルーレイディスクと同様に、「最終製品については、今後5年ほどかけてまだ多くの点を詰めていく必要がある」と付け加えた。

カザンスキー氏は、人類の遺伝子設計図を保護することに加え、個人を再構築できる可能性も動機の一つだと述べた。

「現在の技術ではDNAのみから人間を再現することはできませんが、クレイグ・ベンター博士による合成細菌の作製など、合成生物学の進歩は、それが可能になる可能性を示唆しています」と彼は述べた。「ヒトゲノムを保存することで、将来の研究者がそのような可能性を探求するための基盤を提供します。」

「自然は何百万年もかけて生命の根底にあるDNAを完璧にしてきました」とカザンスキー氏は述べた。「この技術によって、人類の遺産を守るだけでなく、将来、人間らしさを復元し、理解するための可能性も残すことができるのです。」

未来のマトリックスで再創造されたくないような恐ろしい人々のリストについて思いを巡らす一方で、5Dメモリ結晶のより直接的な応用例もある。この技術でサウサンプトン大学と共同研究を行っているマイクロソフトは、2017年から独自のデータアーカイブプロジェクト「Project Silica」を積極的に推進している。

マイクロソフトのこのプロジェクトに関する論文[PDF]で引用されているカザンスキー氏は、この技術を市場に投入するため、SPhotonix LLCというスピンオフベンチャーを立ち上げたばかりです。同社のウェブサイトは来週公開される予定で、当面はベンチャー事業の維持のための資金調達に注力するとのことです。®

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