[記事1-3]爆発的なデータ増加に対する解決方法は? | Isratech / イスラテック

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[記事1-3]爆発的なデータ増加に対する解決方法は?



未来を守るため:爆発的なデータ増加に対する画期的な解決方法は?

第 2 回に続く第 3 回目の翻訳記事です。第 1 回は、こちら。第 2 回は、こちら

原文はこちら:Preserving the Future: Israeli Researchers Unveil New Coding Technique To Store Data On DNA
By Ricky Ben-David, NoCamels / 

3.複合 DNA 文字の使用について

最新の研究では、イスラエルの研究者は、既存の DNA ストレージ技術の冗長性に基づいて、1 グラムの合成 DNA に 10 ペタバイト( 1 ペタバイトは 100 万ギガバイト)を超える密度で情報を保存することを実証したと述べている。読み書きのプロセスは大幅に改善されています。
研究者の調査により「 DNA にデジタル情報を保存するには、情報をDNA アルファベット(つまり、A、C、G、T)のシーケンス(順番、配列)にエンコード(変換)し、目的のシーケンスを持つ合成 DNA 分子を生成し、合成生物学的材料を保存する必要がある」とされています。
「保存された情報を読み取るには、元のデジタル情報を取得するためにDNAのシーケンスとデコード(復元、複合)が必要です」
複合 DNA 文字(4 つの DNA ヌクレオチドすべてが所定の比率で混合されたシーケンス内の位置の表現)を使用して、
研究者は、元の文字のユニークな組み合わせである新しい文字を使用し、シーケンス内の各文字でより多くの情報をエンコードできるようにすることで、天然 DNA の 4 つのビルディングブロックを超える文字の有効数を増やしたと述べました。
アイデアは、基本色の混合を使用した新しい色の形成に似ており、とレオン・アナビー ( Leon Anavy )は NoCamels に説明しています。
例えば「あなたがアーティストで、黄色、赤、青の 3 つの基本色しかないとしましょう。現在、標準的な方法は、これらの 3 色でのみペイントすることだ。私たちが言っているのは、多分それらを混ぜ合わせて、より豊かなパレットをペイントするための新しい色を作成できるということだ」と彼は言っていました。
彼は、DNA エンコード用にこのより豊富なアルファベットを生成することは、これらの基本色を混ぜるようなものだと結論付けている。
ゾハル・ヤヒニ ( Zohar Yakhini )  教授は、Technion の声明でさらに説明している。「各分子は大量に生成され、シーケンス中に複数のコピーで読み取られるため、現在の合成およびシーケンスプロセスは本質的に冗長性があります。」
「私たちが開発した方法は、この冗長性を活用して、元の 4 文字よりも有効な文字数を増やし、より少ない合成サイクルで各情報単位をエンコードおよび書き込むことを可能にする」と彼は付け加えた。
チームは、その作業により、情報単位あたりに必要な合成ラウンド数が20%削減され、将来的には最大 75 %削減される可能性があると述べていた。これは、より高速で手頃なストレージプロセスを意味する。
「この研究では、標準的なアプローチよりもはるかに優れた合成効率で情報をエンコードするDNA ベースのストレージシステムを実装した」と声明でロイ・アミット( Roee Amit )教授は説明している。
「また、この研究には、DNA 分子に関する大量の情報を保存し、プロセスをテストするために再構築するための新しいコーディング技術の実際の実装が含まれていた。」
これらの方法を使用して、聖書のバイリンガルバージョンの数千のコピーでエンコードされた DNA の約 10 ナノグラム( 10 億分の 1 グラム)を含む試験管が製造され、現在テクニオンのアミット教授の研究室の棚の 1 つに置かれていると大学は言った。
研究者は、エラーを最小限に抑えるために、ストレージプロセスに対する高度なエラー修正メカニズムも開発した。
「数百万のパーツ(分子)で構成されるシステムで作業している場合、100 万分の 1 のイベントでさえ読み取りを混乱させる可能性がある」とアナビーは大学の声明で述べている。
「作成した独自のエンコーディングに合わせたエラー修正コードを使用したおかげで、非常に効率的なコーディングを実行し、情報を正常に回復することができた」と彼は付け加えた。
研究者たちは、彼らの研究で提示した技術により、合成生物学とバイオテクノロジーのプロセスをさらに合理化できる可能性があると述べています。
「今後数年間で、この領域において研究および産業における合成 DNA の使用が大幅に増加するだろう考えている」と彼らは結論付けている。

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原文はこちら:Preserving the Future: Israeli Researchers Unveil New Coding Technique To Store Data On DNA
By Ricky Ben-David, NoCamels

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