Rostlinné ukládání digitálních dat - Plant-based digital data storage

Rostlinné ukládání digitálních dat je futuristický pohled, který navrhuje ukládání digitálních dat do rostlin a semen.[1][2] První praktická implikace ukázala možnost použití rostlin jako úložného média pro digitální data. Nové přístupy k archivaci dat jsou nutné kvůli neustálému nárůstu produkce digitálních dat a nedostatku kapacitního paměťového média s nízkou údržbou.

Dějiny

První praktickou myšlenku o použití rostlin jako úložného média navrhli Karin Fister a Iztok Fister Jr. v roce 2013, kdy byli oba ještě vysokoškolskými studenty na univerzitě v Mariboru (Slovinsko). Přemýšleli, kam trvale uložit všechny své digitální informace v počítači. Ti dva napsali na své webové stránky: „Proč nemůžeme dát všechna data z historie lidstva do jednoho kamene, poblíž smrku nebo dubu ... a to bylo kliknutí.“[3] Jejich první filozofická zpráva, která navrhovala toto myšlení mimo krabici, byla zveřejněna v roce 2014.[4]

Počáteční experimenty

S pomocí dvou biotechnologů do nich zakódovali základní počítačový program v programovacím jazyce Python Nicotiana benthamiana. Nejprve kódovali počítačový program „Hello World“ do kódu DNA, syntetizovali jej a klonovali tuto kódovanou DNA do plazmidového vektoru, který se dal dále použít pro transformaci do Nicotiana benthamiana rostliny. Zakódovaný program byl rekonstruován z výsledných sazenic se 100% přesností zobrazením „Hello World“ na obrazovce počítače. Jejich přístup prokázal, že uměle zakódovaná data lze v rostlinách ukládat a množit, aniž by to ovlivnilo jejich sílu a plodnost. Učiní také krok vpřed od ukládání dat do nahé molekuly DNA. Je vlastní potomstvu a je autenticky reprodukovatelný, zatímco snížený metabolismus semen poskytuje další ochranu pro kódované archivy DNA.

To byla první praktická implikace využití mnohobuněčného, ​​eukaryotického organismu pro ukládání digitálních dat ve světě. Jde nad rámec manipulace s genomem rostlin pro biotechnologický výzkum a šlechtění rostlin. Využívá výhod mnohobuněčných organismů a slouží k šíření kódovaných informací v dceřiných buňkách. Hostitelský organismus je schopen růst a množit se vloženými informacemi a každá buňka organismu obsahuje kopii zakódované informace; proto se vyhýbá nákladům na syntetickou produkci více kopií stejné kódované informace. Kromě toho je na rozdíl od nahé DNA, která může být ovlivněna nepříznivými podmínkami prostředí, jako je nadměrná teplota, v podmínkách vysoušení / rehydratace, DNA uložená v semenu chráněna proti změnám a degradaci v průběhu času bez nutnosti jakékoli aktivní údržby. Vložení krátkých počítačových programů do rostlin by také mohlo sloužit k poskytnutí podrobného popisu dané odrůdy, protože potřeba takového označení již byla vyjádřena.[5]Pokud jde o manipulaci a ukládání archivů, jejich přístup využívá nový pohled na přístup, procházení a čtení informací. 1 g DNA by mohla ukládat exabajty dat a je to obrovské kapacitní paměťové médium. DNA chráněná v semenu živé rostliny by mohla být snadno přístupná, když se ruční čtečky stanou realitou.

Reference

  1. ^ Ferrari, M., C’è un computer in quel faggio, Focus, duben 2016, s. 21–24.
  2. ^ O'Neill, S., Zasazuji vzpomínky do semen, New Scientist, svazek 229, číslo 3056, 16. ledna 2016, doi:10.1016 / S0262-4079 (16) 30130-0
  3. ^ Ukládání dat do živé rostliny
  4. ^ Ljubic, K., Fister Jr., I. Jak ukládat Wikipedii do lesního stromu: počáteční myšlenka, Msivism 2014, s. 45–52. 2014
  5. ^ Fister, K., Fister, I., Murovec, J., Bohanec, B. Označování DNA odrůd, na které se vztahuje patentová ochrana: nové řešení pro správu práv duševního vlastnictví v semenářském průmyslu. Transgenic Research, Article in press, 2016.doi:10.1007 / s11248-016-9981-1