De mensheid creëert elke dag enorme hoeveelheden data, miljarden e-mails en updates van sociale media, nieuwe websites, documenten, afbeeldingen, en wetenschappelijke en commerciële big data met petabytes aan opslagbehoeften en meer. Het is algemeen bekend dat nucleïnezuren, het RNA en DNA dat coderen voor de eiwitten die nodig zijn om levende wezens te bouwen, zijn schijnbaar behoorlijk efficiënt in het opslaan van informatie en halen dus inspiratie uit dit rijk, schrijft een team uit India in de Internationaal tijdschrift voor nano- en biomaterialen hoe uitgebreid nucleïnezuurgeheugen (NAM) de toekomst kan zijn van gegevensopslagtechnologie.

Ter vergelijking, de harde schijf van een computer heeft een informatieopslagcapaciteit van 10 tot 13 bits gegevens per kubieke centimeter, dat is ongeveer 1,25 terabyte. NAM heeft het potentieel om een ​​miljoen keer die hoeveelheid op te slaan in hetzelfde volume, 1, 250, 000 terabyte, of 1250 petabyte, 1,25 exabyte. Als we kijken naar de informatie in de "grote vier" van internet - Google, Amazone, Microsoft, en Facebook - dat is de som van alle gegevens die ze kunnen opslaan in een enkele kubieke centimeter NAM.

Saptarshi Biswas van de afdeling Computerwetenschappen en Engineering, aan het Meghnad Saha Instituut voor Technologie, in Calcutta, Indië, en collega's Subhrapratim Nath, Jamuna Kanta Sing, en Subir Kumar Sarkar van Jadavpur University hebben nu een nieuwe coderingsbenadering ontwikkeld waardoor ze kunnen spreken van uitgebreide NAM. Hun methode brengt binaire gegevens efficiënt in kaart in een hybride systeem van zowel standaard als niet-standaard genetische nucleotiden (naast de bekende G, EEN, T, en C (guanosine, adenosine, thymine, en cytosine, van DNA) om een ​​hogere datacapaciteit te realiseren. De natuurlijke koppeling van de GATC-basen in DNA is wat ons de dubbele helix geeft en het mogelijk maakt dat informatie wordt gecodeerd voor de productie van eiwitten, of het nu in een schimmel, een bacterie, een roos, of een mens.

Het team heeft twee nieuwe niet-standaard nucleotiden toegevoegd, om ze extra combinaties Ds-Px (thienylimidazopyridine en een nitropropynylpyrrool) en Im-Na (een imidazopyrimidine en een naftyridine) te geven. Dit zijn zeer stabiele eenheden om de paren van A-T en C-G in een natuurlijk nucleïnezuur aan te vullen. Ze zijn ook zeer selectief in zo'n molecuul, specifiek DNA. Dit zou de hypothetische opslagcapaciteit van die ene kubieke centimeter NAM mogelijk tot meerdere keren de hierboven genoemde 1,25 exabyte-waarde kunnen brengen. Inderdaad, het team schrijft dat uitgebreid RAM een capaciteit zou hebben van meer dan 630 exabytes per gram DNA, wat, aangenomen dat DNA een dichtheid heeft van 1,7 gram per kubieke centimeter, meer is dan 370 exabyte per kubieke centimeter verlengde NAM. dat is bijna 300 keer de totale informatie die de grote vier van het internet tegenwoordig hebben.