Lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số bằng chuỗi DNA

NDĐT - Các nhà khoa học tại Viện Tin – Sinh học châu Âu (EBI) vừa tìm ra được một phương thức hữu hiệu để biến các đoạn mã di truyền DNA thành một phương tiện lưu trữ các dữ liệu số.
Một đoạn văn bản của Shakespeare đã được mã hóa
Một đoạn văn bản của Shakespeare đã được mã hóa

Các acid deoxyribonucleic lưu trữ các đoạn mã di truyền giúp tạo ra con người hoặc những loài sinh vật khác. Điều đó cho thấy rằng các chuỗi DNA là một loại phương tiện lưu trữ có độ mật độ lưu trữ cực cao, có thể chứa được toàn bộ sự đa dạng và phức tạp của các sự sống hữu cơ trong một lượng vật chất sinh học cực nhỏ. Nhưng việc biến các chuỗi DNA thành phương tiện lưu trữ thông tin kỹ thuật số mà không phải là thông tin sinh học là rất khó khăn bởi việc sử dụng các biện pháp nhân tạo để mã hóa một cách hữu hiệu và đáng tin cậy là một việc cực kỳ khó khăn.

Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Viện Tin – Sinh học châu Âu (EBI) đã tìm ra cách để đọc dữ liệu được lưu trữ trong một chuỗi DNA không hoạt động trong một thời gian dài. Họ cho biết đã vượt qua được các rào cản trước đây và phát minh ra được một phương thức mới để ghi dữ liệu lên chuỗi DNA. Trong số mới nhất của tờ tạp chí khoa học nổi tiếng Nature, hai nhà khoa học của EBI là Nick Goldman và Ewan Birney đã giải thích rằng nghiên cứu đột phá của họ có thể sẽ giúp “lưu trữ được dữ liệu của ít nhất 100 triệu giờ phim độ phân giải cao trong một chén DNA”.

Trong bản thông cáo của mình, ông Goldman viết: “Chúng ta đã biết rằng các chuỗi DNA là một vật liệu rất tốt để lưu trữ dữ liệu bởi chúng ta có thể tách chúng từ các mảnh xương voi ma-mút có niên đại hàng chục nghìn năm trước đây và đọc được các thông tin từ chúng. Nó cực kỳ nhỏ bé, số lượng cực lớn và không cần bất cứ nguồn năng lượng nào để lưu trữ. Bởi vậy việc di chuyển và lưu giữ nó là cực kỳ dễ dàng”.

Tuy vậy, các nhà khoa học cho biết vẫn còn tồn tại một vài thách thức để lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số trên các chuỗi DNA. Họ lưu ý rằng cho đến nay họ vẫn chỉ có thể tạo ra được các chuỗi DNA ngắn và sự lặp đi lặp lại của các ký tự DNA khiến cho việc đọc và viết dữ liệu rất khó khăn.

Ông Goldman và Birney nói rằng họ đã phải nhờ tới sự trợ giúp của hãng chế tạo thiết bị phân tích sinh học Agilent Technologies để tổng hợp ra các chuỗi DNA từ các thông tin số mã hóa. Các nhà khoa học đã tìm cách mã hóa được một file MP3 ghi bài phát biểu của mục sư Martin Luther King, một file văn bản chứa một bài thơ của Shakespeare, một file PDF chứa tài liệu gốc miêu tả về cấu trúc của gen di truyền DNA của các nhà khoa học James Watson và Francis Crick cùng một file miêu tả việc mã hóa bản thân nó.

Ông Goldman nói: “Chúng tôi đã tạo ra một dạng mã có khả năng tồn tại đến 10 nghìn năm hoặc có thể là lâu hơn trong các điều kiện thích hợp. Chừng nào còn ai đó biết mã là gì, thì người ta vẫn có thể đọc lại dữ liệu nếu họ có một chiếc máy có thể đọc các chuỗi DNA”.

Tuy nhiên, chi phí quá cao của việc đọc và ghi dữ liệu DNA đã cản trở việc mở rộng việc ứng dụng phương tiện lưu trữ DNA vào thực tế. Nhóm nghiên cứu EBI ước tính rằng để mã hóa một Megabyte dữ liệu mất khoảng 12.400 USD, trong khi việc đọc các dữ liệu thì rẻ hơn, chỉ mất khoảng 220 USD. Tuy nhiên, chi phí này đang giảm xuống nhanh chóng và nhờ thế, kỹ thuật này sẽ sớm khả thi để lưu trữ những tài liệu cần duy trì trong một thời gian dài, nhưng không cần phải truy cập tới nhiều. Các nhà khoa học cho biết, chi phí đọc và ghi DNA đã giảm khoảng một triệu lần trong vòng 9 năm qua, điều chưa từng xảy ra ngay cả với ngành điện tử.

Có thể bạn quan tâm

Các đại biểu tham dự hội thảo quốc tế do Trường đại học Intracom phối hợp các đơn vị tổ chức. (Ảnh: NHẬT MINH)

Ứng dụng khoa học và công nghệ vào cuộc sống - Từ lý luận đến thực tiễn

Ngày 28/1, tại Hà Nội, Trường đại học Intracom phối hợp Tạp chí Pháp luật và Phát triển, Viện khoa học và Bổ trợ Tư pháp (Liên hiệp Hội Người khuyết tật Việt Nam), Tạp chí Vận động, Nghiên cứu và Giáo dục (JARE)… tổ chức hội thảo quốc tế “Thúc đẩy ứng dụng khoa học và công nghệ vào cuộc sống - Từ lý luận đến thực tiễn”.

Người dân đến giải quyết thủ tục hành chính tại Trung tâm Phục vụ Hành chính công-Chi nhánh số 3-phường Đống Đa, Hà Nội. (Ảnh: nhandan.vn)

Khai thác hiệu quả cơ sở dữ liệu quốc gia

Cơ sở dữ liệu quốc gia về cán bộ, công chức, viên chức có vai trò thống nhất và chuẩn hóa thông tin nhân sự trong toàn bộ hệ thống cơ quan nhà nước, từ đó có cái nhìn toàn diện về số lượng, chất lượng, cơ cấu đội ngũ nhằm đưa ra các quyết định quản lý và sử dụng nhân sự một cách khoa học, hợp lý.

Sinh viên Trường đại học Khoa học xã hội và nhân văn Thành phố Hồ Chí Minh thực hành nghiên cứu khoa học.

Đổi mới nghiên cứu liên ngành trong lĩnh vực khoa học xã hội

Trong thời đại ngày nay, nhiều vấn đề không chỉ là sự quan tâm của một quốc gia đơn lẻ, mà trở thành vấn đề chung của cả khu vực và thế giới. Theo đó, thúc đẩy nghiên cứu đa ngành là con đường tất yếu để giải quyết các vấn đề thực tiễn một cách toàn diện và hiệu quả.

100% cử tri có mặt tại Hội nghị nhất trí giới thiệu đồng chí Vũ Hải Quân, Ủy viên Trung ương Đảng, Thứ trưởng Thường trực Bộ Khoa học và Công nghệ ứng cử đại biểu Quốc hội khóa XVI.

Bộ Khoa học và Công nghệ giới thiệu Thứ trưởng Thường trực Vũ Hải Quân ứng cử Đại biểu Quốc hội khóa XVI

150/150 cử tri có mặt tại hội nghị lấy ý kiến cử tri nơi công tác đối với người được dự kiến giới thiệu ứng cử Đại biểu Quốc hội khóa XVI của Bộ Khoa học và Công nghệ đã nhất trí giới thiệu Thứ trưởng Thường trực Bộ Khoa học và Công nghệ Vũ Hải Quân ứng cử Đại biểu Quốc hội khóa XVI.

Đông đảo người dân tham dự triển lãm.

Đẩy mạnh ứng dụng khoa học tiên tiến để bảo tồn và phát triển dược liệu

Sáng 23/1, Viện Dược liệu phối hợp UBND phường Cửa Nam (Hà Nội) tổ chức Triển lãm Sách và Dược liệu Việt Nam với chủ đề “Kết nối tri thức vì sức khỏe cộng đồng” tại Phố Sách Hà Nội. Triển lãm nhằm chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng, kỷ niệm 96 năm Ngày thành lập Đảng và 71 năm Ngày Thầy thuốc Việt Nam.

Người dân cần kiểm tra kỹ thông tin trước khi nộp tiền phạt qua mã QR để tránh bị lừa.

Nhận diện chiêu thức lừa đảo nộp phạt “nguội” qua Zalo

Lợi dụng việc mã QR được sử dụng rộng rãi trong các thủ tục hành chính, nhiều đối tượng xấu đã giả mạo thông báo “phạt nguội”, yêu cầu người dân chuyển tiền qua mã QR trên Zalo. Người dân cần nhận diện rõ quy trình nộp phạt hợp pháp và nâng cao cảnh giác để tránh bị lừa.

Cán bộ Sở Khoa học và Công nghệ Thái Nguyên khảo sát để cấp chỉ dẫn địa lý cho gạo nếp Khẩu Nua Lếch. (Ảnh: THU HIỀN)

Đổi mới sáng tạo ở Thái Nguyên

Tỉnh Thái Nguyên đã và đang khẳng định quyết tâm biến khoa học, công nghệ trở thành khâu đột phá để thúc đẩy kinh tế-xã hội. Với hệ sinh thái đổi mới sáng tạo, Thái Nguyên từng bước đẩy nhanh phát triển kinh tế số, nâng cao năng suất, chất lượng và sức cạnh tranh của nền kinh tế.

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính và các đồng chí lãnh đạo Đảng, Nhà nước tham quan các khu vực bên lề lễ khởi công nhà máy chế tạo chip bán dẫn Hòa Lạc.

Việt Nam sẽ bước vào nhóm số ít quốc gia sở hữu năng lực chế tạo chip bán dẫn

Chip bán dẫn hiện là “đòn bẩy” của những nước chi phối công nghệ sản xuất, sử dụng như công cụ chính trị để kiểm soát, kìm hãm kinh tế, công nghiệp an ninh quốc phòng. Việt Nam xác định bán dẫn là một trong những công nghệ chiến lược cần làm chủ, với mắt xích then chốt vừa được công bố: nhà máy sản xuất chip tại Hòa Lạc.

Ứng dụng khoa học, công nghệ là giải pháp hiệu quả để quản lý, bảo vệ tài nguyên biển.

Ứng dụng công nghệ trong quản lý các khu bảo tồn biển

Đến năm 2030, Việt Nam có 27 khu bảo tồn biển, trong đó có 16 khu bảo tồn biển cấp quốc gia, 11 cấp tỉnh với khoảng 20 hệ sinh thái, 11.000 loại thủy sản, khoảng 3.000 đảo. Đây là địa điểm lý tưởng để thực hiện nhiệm vụ lưu giữ, bảo tồn giống, nguồn gen, đa dạng sinh học; phát triển kinh tế, du lịch; phục vụ nghiên cứu khoa học…