• 「2000年経過しても読み込める」ガラスのDNAカプセルは究極のデータ保存アイテムになる

    

    「2000年経過しても読み込める」ガラスのDNAカプセルは究極のデータ保存アイテムになる

    我々が作成したデータを保存する方法には、DVDやHDD、SSDやUSBで使用されているフラッシュメモリなどが主要となっています。

    しかしこれらは未来永劫保存できるものではなく、早くても十年もすれば寿命が到来して破損してしまいます。

    そのため、長い間データを貯蔵しておきたくてもこれらには保存するのは不向きです。

    そこで登場するのがデオキシリボ核酸ことDNAです。

    DNAはたった1gで455EB(エクサバイト)を保持することが理論的に可能であると考えられています。

    2011年現在、全人類が保有している全データ数は295EBであると考えられていることから、DNAを1g利用するだけでGoogleやfacebook、Microsoftなど、世界中で活躍しているIT企業が保有するすべてのデータを保存するのに十分なサイズを確保していることになります。



    Robust Chemical Preservation of Digital Information on DNA in Silica with Error-Correcting Codes†
    http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201411378/abstract;jsessionid=EB1A13F15230D27BBF9D4F69AF5F2B54.f03t01

    Glassed-in DNA makes the ultimate time capsule
    http://www.newscientist.com/article/mg22530084.300-glassedin-dna-makes-the-ultimate-time-capsule.html
    2015-02-18-3

    DNAは驚異的な耐久性を持つ


    前述したようにDNAは少量で尋常ではない程のデータを蓄えることが出来ます。

    しかもそれに加えてDNAには信じられないほどの耐久性も保持しています。

    ある研究では70万年前の馬の骨からDNAの配列決定が発見されており、10年程で破損してしまうDVD等とは天と地の差です。

    2015-02-18-4
    photo by Anders Sandberg


    DNAデータの寿命を伸ばす研究


    もちろんDNAもある程度の状態を保っていなければ修復は出来ません。

    そこで、チューリッヒ、スイス連邦工科大学(Swiss Federal Institute of Technology)のRobert Grass教授は数千年または数百万年データを保存することを目的に、DNAの寿命を更に向上させる方法の開発に取り組みました。

    まず最初に彼らはDNA上に組み込まれているコードを閲覧します。

    DNAで最も簡単にコードを組み込む方法は、DNAに組み込まれているコード「A」と「C」を「0」、「G」「T」を「1」とみなすことです。

    DNAが損傷してしまうとデータに穴を残すことになるため、チームはコードの訂正技術としてリードソロモン符号(Reed-Solomon code)と呼ばれる誤り訂正符号を使用しました。

    これは冗長ブロックを含んでおり、データのビットエラーを再構成するために使用することが出来ます。


    人工DNAデータは2000年の間維持出来る


    2015-02-18-6
    photo by Duncan Hull

    また、彼らのグループは化石が無傷でDNA配列を維持出来た方法を模倣することも試みています。

    調べでは環境からすべての水を除くことがキーとなったため、彼らはガラスで製作された微視的球体(microscopic spheres)を用いてDNAをカプセル化。

    彼らはこのDNAカプセルに1291年のスイス連邦憲章及び10世紀のアルキメデス写本それぞれテキスト版合計83キロバイトを記録し、データ劣化具合を確認するために気温65度及び70度の状態のまま60週間維持し続けました。

    60週間経過後に彼らはDNAカプセルをチェックしてみると、データは全てエラーが無く、問題無く読み込むことが出来ていました。

    最終的にこの研究ではDNAカプセルがおよそ10度の温度が保たれていた場合、データが2000年維持されることを示唆しています。

    ただ、このDNAカプセルのデータを安全に保存するならば常に温度を低温にしておく必要があるため、温度の変化が大きい場所では保存には不向きです。

    しかしノルウェー、スヴァールバル諸島にある最大の島であるスピッツベルゲン島にはスヴァールバル世界種子貯蔵庫という種子銀行が存在しており、ここでは常に氷点下を維持出来ます。


    現段階ではDNAカプセルの開発コストは非常に高い


    2015-02-18-7
    photo by MIKI Yoshihito

    まだまだ壁はありますが、Grass教授は将来の世代のためにこの技術を使い、世界中の最新知識を保存したいと考えています。

    けれども、現時点ではDNAカプセルを製作するにはあまりにも高価という問題が付随しています。

    今回の研究では83キロバイトを記録するまでにおよそ1000ポンド(約20万円)の費用がかかっており、もしwikipediaのデータを全て作ることになればその費用は計り知れないものとなるのは明らかです。

    その代わりにGrass教授は将来の歴史家が読みたいものに焦点を当てています。

    教授は「どんな情報が蓄えられたかで歴史は非常に影響される。」と話しており、また彼は「比較的中立な文書を取得し、保存することが非常に重要です。」とも述べ、公正公平な正しい歴史を認識できるように正確なデータを残しておきたいと考えています。

    eyecatch by Stuart Caie

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