Българин създаде революционна ДНК технология
Роден в България академик стои в основата на нова технология, която може да съхранява петабайти данни в ДНК за хиляди или даже милиони години. Системата също по този начин може да обработва данни, като показва способността си да взема решение судоку пъзели. Разработката отваря вратата за основаването на жизнерадостен ДНК " компютър ", пише NewAtlas.
Всяка клетка в тялото на човек може да съхранява към 800 MB данни, а един възрастен има трилиони кафези. Този капацитет е съзнателен от учените от дълго време, като по думите им " всеки от нас е ходещ, говорещ, супер-плътен център за данни ". Но до момента е било съвсем невероятно този капацитет да се употребява. Причината?
ДНК е много нежна за работа - мъчно е да се записва, чете, трансферира и обработва информация върху нея. Но група учени твърди, че е създала система, която може да реши тези проблеми. Един от създателите ѝ е професор Орлин Д. Велев. Роденият в Пловдив академик приключва Софийския университет през 1989 година, като по-късно записва докторантура там и по-късно специализира в Япония.
През 1996 година Велев приема постдокторска позиция в Департамента по химическо инженерство на Университета на Делауеър, Съединени американски щати. Той инициира новаторска стратегия в колоидно сглобяване и наноматериали. По-късно ученият продължава разработките си в Държавния университет на Северна Каролина, където през днешния ден е бележит професор.
Българинът е създател на над 240 изявления, които са представени повече от 37 000 пъти. Велев има впечатляващи достижения в региона на колоидите и наноструктурите с електрическа и фотонна функционалност, биосензори, микрофлуиди и нанопроизводство.
Орлин Велев е първият, който синтезира " противоположни опали ", един от най-широко изучаваните типове фотонни материали през днешния ден. Той също е пионер в техниките за основаване на нови материали от наночастици, частици Janus, частици, сходни на пръчки, и чувствителни пени.
Именно професор Велев намира метод за отключване на капацитета на ДНК за предпазване и разбор на данни.
В ролята на " ключа " е мек полимерен материал, който работи като скеле за ДНК. Той може да бъде обезводнен за дълготрайно предпазване и рехидратиран за добиване на информацията.
" Конкретно, ние създадохме полимерни структури, които назоваваме дендриколоиди - те стартират на микрониво, само че се разклоняват йерархично, с цел да основат мрежа от наномащабни нишки, " споделя Велев.
" Тази морфология основава конструкция с висока повърхностна повърхност, което ни разрешава да депозираме ДНК измежду нанофибрилите, без да жертваме плътността на данните, която прави ДНК привлекателна за предпазване на данни ", добавя откривателят.
Техниката разрешава данните да бъдат съхранявани с необикновено висока компактност - 10 PB на пространствен сантиметър. Казано по различен метод, това са 10 милиона GB в пространство с размер на кубче захар.
Дендриколоидът може да задържа файлове по-добре от " голата " ДНК и може да издържи повече от 170 цикъла на дехидратация/рехидратация спрямо 60 цикъла при голата ДНК.
Както и други техники за предпазване на данни на ДНК, тази също би могла да бъде подобаваща за дълготрайно, архивно предпазване.
Изследователите предвиждат, че ДНК, съхранявана върху техните полимерни нанофибрили, би имала полуживот от към 6000 години при температура на ледник от 4°C и невероятни 2 милиона години, в случай че е замразена при -18°C.
За да се запишат данни върху ДНК, логаритмите първо ги преобразуват в последователности от нуклеинови киселини - познатите букви ACGT от ДНК кода.
Специфични елементи от информацията могат да бъдат извлечени благодарение на РНК молекули, които копират данните от ДНК, след което тази РНК се секвенира. Това значи, че не е нужно да унищожавате ДНК, с цел да четете данни от нея.
Новата система също по този начин разрешава калкулации непосредствено в ДНК, употребявайки ензими. Това беше демонстрирано посредством решение на опростени задания на шах и судоку в размер 3x3.
" Способността да се разграничава ДНК информацията от нанофибрите, върху които е съхранена, ни разрешава да правим доста от същите функционалности, които могат да се изпълнят с електронни устройства, " сподели Кевин Лин, съавтор на проучването.
" Можем да копираме ДНК информация непосредствено от повърхността на материала, без да повреждаме ДНК. Също по този начин можем да изтриваме целеви части ДНК и по-късно да записваме още веднъж върху същата повърхнина, като заличаване и презаписване на информация на корав диск. Това на процедура ни разрешава да изпълняваме цялостния обсег на функционалности за предпазване и пресмятане на ДНК данни. "
Това може да проправи пътя освен за предпазване на данни на ДНК, само че и за пълнокръвни ДНК компютри.
Изследването е оповестено в списание Nature Nanotechnology.
Интересен факт е, че синът на професор Орлин Велев е един от тримата българи в SpaceX. Орлин Велев-джуниър взе участие в тестванията и създаването на галактическия транспортен съд Dragon.
Всяка клетка в тялото на човек може да съхранява към 800 MB данни, а един възрастен има трилиони кафези. Този капацитет е съзнателен от учените от дълго време, като по думите им " всеки от нас е ходещ, говорещ, супер-плътен център за данни ". Но до момента е било съвсем невероятно този капацитет да се употребява. Причината?
ДНК е много нежна за работа - мъчно е да се записва, чете, трансферира и обработва информация върху нея. Но група учени твърди, че е създала система, която може да реши тези проблеми. Един от създателите ѝ е професор Орлин Д. Велев. Роденият в Пловдив академик приключва Софийския университет през 1989 година, като по-късно записва докторантура там и по-късно специализира в Япония.
През 1996 година Велев приема постдокторска позиция в Департамента по химическо инженерство на Университета на Делауеър, Съединени американски щати. Той инициира новаторска стратегия в колоидно сглобяване и наноматериали. По-късно ученият продължава разработките си в Държавния университет на Северна Каролина, където през днешния ден е бележит професор.
Българинът е създател на над 240 изявления, които са представени повече от 37 000 пъти. Велев има впечатляващи достижения в региона на колоидите и наноструктурите с електрическа и фотонна функционалност, биосензори, микрофлуиди и нанопроизводство.
Орлин Велев е първият, който синтезира " противоположни опали ", един от най-широко изучаваните типове фотонни материали през днешния ден. Той също е пионер в техниките за основаване на нови материали от наночастици, частици Janus, частици, сходни на пръчки, и чувствителни пени.
Именно професор Велев намира метод за отключване на капацитета на ДНК за предпазване и разбор на данни.
В ролята на " ключа " е мек полимерен материал, който работи като скеле за ДНК. Той може да бъде обезводнен за дълготрайно предпазване и рехидратиран за добиване на информацията.
" Конкретно, ние създадохме полимерни структури, които назоваваме дендриколоиди - те стартират на микрониво, само че се разклоняват йерархично, с цел да основат мрежа от наномащабни нишки, " споделя Велев.
" Тази морфология основава конструкция с висока повърхностна повърхност, което ни разрешава да депозираме ДНК измежду нанофибрилите, без да жертваме плътността на данните, която прави ДНК привлекателна за предпазване на данни ", добавя откривателят.
Техниката разрешава данните да бъдат съхранявани с необикновено висока компактност - 10 PB на пространствен сантиметър. Казано по различен метод, това са 10 милиона GB в пространство с размер на кубче захар.
Дендриколоидът може да задържа файлове по-добре от " голата " ДНК и може да издържи повече от 170 цикъла на дехидратация/рехидратация спрямо 60 цикъла при голата ДНК.
Както и други техники за предпазване на данни на ДНК, тази също би могла да бъде подобаваща за дълготрайно, архивно предпазване.
Изследователите предвиждат, че ДНК, съхранявана върху техните полимерни нанофибрили, би имала полуживот от към 6000 години при температура на ледник от 4°C и невероятни 2 милиона години, в случай че е замразена при -18°C.
За да се запишат данни върху ДНК, логаритмите първо ги преобразуват в последователности от нуклеинови киселини - познатите букви ACGT от ДНК кода.
Специфични елементи от информацията могат да бъдат извлечени благодарение на РНК молекули, които копират данните от ДНК, след което тази РНК се секвенира. Това значи, че не е нужно да унищожавате ДНК, с цел да четете данни от нея.
Новата система също по този начин разрешава калкулации непосредствено в ДНК, употребявайки ензими. Това беше демонстрирано посредством решение на опростени задания на шах и судоку в размер 3x3.
" Способността да се разграничава ДНК информацията от нанофибрите, върху които е съхранена, ни разрешава да правим доста от същите функционалности, които могат да се изпълнят с електронни устройства, " сподели Кевин Лин, съавтор на проучването.
" Можем да копираме ДНК информация непосредствено от повърхността на материала, без да повреждаме ДНК. Също по този начин можем да изтриваме целеви части ДНК и по-късно да записваме още веднъж върху същата повърхнина, като заличаване и презаписване на информация на корав диск. Това на процедура ни разрешава да изпълняваме цялостния обсег на функционалности за предпазване и пресмятане на ДНК данни. "
Това може да проправи пътя освен за предпазване на данни на ДНК, само че и за пълнокръвни ДНК компютри.
Изследването е оповестено в списание Nature Nanotechnology.
Интересен факт е, че синът на професор Орлин Велев е един от тримата българи в SpaceX. Орлин Велев-джуниър взе участие в тестванията и създаването на галактическия транспортен съд Dragon.
Източник: lupa.bg
КОМЕНТАРИ