DNAは情報の保存に使えるのか？

概要

科学者たちは、DNAが生物学的な情報だけでなく、デジタルデータの保存にも使えることを発見しました。DNAの保存容量は非常に高く、少量のスペースに膨大な量のデータを保存できます。従来のデータ保存方法は数十年で読み取れなくなってしまうのに対し、DNAは半減期が500年もあるため、何十万年もの間保存できる可能性があります。科学者たちは、合成DNAを自己複製させる実験も行っており、理論的には、世代を超えて保存できる生きた知識アーカイブを作成することができます。

目次

DNAとは何か、どのように情報を保存するのか？
DNAはデジタルデータの保存にどう使えるのか？
DNAの保存容量はどのくらいか？
従来のデータ保存方法と比べて、DNAはどのくらい持続するのか？
合成DNAを使って生きた知識アーカイブを作成することはできるのか？

紹介

人類を石器時代に送り返すような災害が起こった場合、技術や従来のデータ保存方法の支援なしで、どのように知識や歴史を保存することができるでしょうか？答えは、私たち自身のDNAにあるかもしれません。そう、DNAは私たちの生物学的な情報だけでなく、デジタルデータも保存できます。

Q&A

DNAとは何か、どのように情報を保存するのか？

DNA（デオキシリボ核酸）は、遺伝情報を運ぶ分子です。4つの有機塩基で構成されており、アデニン（A）、グアニン（G）、シトシン（C）、チミン（T）があります。これらの塩基は特定の順序で配置され、3つの塩基（コドン）のグループは、私たちの体内の各タンパク質を作るための細胞の指示を与えるために使用されます。

DNAはデジタルデータの保存にどう使えるのか？

1994年、科学者たちは、64種類のDNAコドンのそれぞれが特定の文字、数字、文法記号に置き換えられるアルファベットを作成しました。彼らは、長いDNAストランドに22文字のメッセージをスライスし、特定の遺伝子マーカーで囲んで、タイプライターで書かれた手紙の中にDNAを隠しました。そして手紙を調べてDNAストランドを見つけ、シーケンス解読に成功しました。

その後、科学者たちは、バイナリコーディングを使用してデジタルファイルをDNAストランドにエンコードしました。2016年、マイクロソフトとワシントン大学の研究者は、DNAの文字列にすべての人権宣言や高画質の音楽ビデオを含む200メガバイトのデータをエンコードしました。

DNAの保存容量はどのくらいか？

DNAの保存容量は非常に高く、理論的には鉛筆の消しゴムに100億本のHD映画を収容できるほどです。将来的には、現在インターネットにあるすべての情報を靴箱のスペースに収容することも可能です。

従来のデータ保存方法と比べて、DNAはどのくらい持続するのか？

コンピューターや磁気テープ、ディスクなどの従来のデータ保存方法は、最大で数十年で劣化してしまいますが、DNAは半減期が500年もあるため、半分の結合が壊れるのに500年かかります。そして、冷暗な環境に置かれれば、DNAは何十万年もの間保存できる可能性があります。

合成DNAを使って生きた知識アーカイブを作成することはできるのか？

科学者たちは、合成DNAを自己複製させる実験も行っています。ある実験では、子供の歌の歌詞を綴る自分自身のDNAストランドを作成した後、科学者たちは、それらを「Conan the Bacterium」と呼ばれる微生物のゲノムに入れました。Conanは、真空や水なしでも6年間生き残ることができる種に属しており、人間を殺す量の1000倍の放射線にさらされても無傷で出てくることができます。実験によると、細菌はデータの損失なしに少なくとも100世代を生み出すことができました。理論的には、情報の冗長なコピーを持っていれば、情報をより長く保存することができます。

結論

コンピューターや磁気テープ、ディスクなどの従来のデータ保存方法が時間とともに劣化してしまうのに対し、DNAの保存容量は非常に高く、何十万年もの間保存できる可能性があります。科学者たちは、合成DNAを使って、私たちの知識や歴史を世代を超えて保存できる生きた知識アーカイブを作成する実験も行っています。私たちの遺産は、私たちがいなくなってからもDNAに保存され、生き続けるかもしれません。