デジタルデータの保存における合成DNAの利点

毎年デジタル データが指数関数的に増加し、現在のストレージ デバイス (ハード ドライブ、磁気テープ) が対応できなくなる中、合成 DNA での分子ストレージの道は有望に思えます。少なくとも、「コールド データ」のアーカイブ化に関しては、この情報はめったに読み返されることはありませんが、コピーを保存しておくことが不可欠です (公正証書、法的、医療的、またはオーディオビジュアル ドキュメントなど)。

DNA にバイナリ コードを書き込むために、研究者は、それぞれが 2 ビットをエンコードできる 4 つのヌクレオチド (アデニン (A)、シトシン (C)、グアニン (G)、チミン (T)) のシーケンスで構成される分子構造に依存します。この 4 進アルファベットは、たとえば 00 → A、01 → C、10 → G、11 → T という規則を使用して、0 と 1 のシーケンスに変換されます。したがって、0010110111 は AGTCT になります。その後、DNA の配列解析によって、コード化されたメッセージを解読できます。

「DNAへの保存は、他の分子には同等のものがないシーケンサーを備えた非常に強力なバイオテクノロジー手法に頼るという利点がある」物理学工業化学高等学校（ESPCI）の研究ディレクター、ヤニック・ロンドレーズ氏はこう説明する。「DNA は、すでに自然界で最適化され、綿密に研究されているため、多くの技術者の間ではよく知られるようになりました。」

本質的な資質

生物学、化学、コンピューターサイエンスの交差点にあるこの科学の始まりは、1960年代に遡ります。しかし、この概念が現実のものとなったのは、2012年に米国（ハーバード大学のジョージ・チャーチ）と英国（欧州バイオインフォマティクス研究所のニック・ゴールドマン）の2つの大きな証明によってでした。彼らは、数キロバイトのデータをDNAにエンコードすることに成功し、新興企業や製造業者への道を開きました。こうして、世界中の約50社のメンバーで構成される官民コンソーシアムであるDNAデータストレージアライアンスが、2020年にマイクロソフトやウエスタンデジタルなどの大手企業を含む4つの米国企業によって設立されました。

「米国、中国、ヨーロッパの3極があります。フランスは非常に積極的で、あらゆるスキルを持っています。」2022年に政府がこの分野で立ち上げた探索的優先研究プログラムおよび機器（PEPR）（7年間で2000万ユーロ）を率いるCNRS研究ディレクター（I3S研究所、コートダジュール大学、CNRS）のマーク・アントニーニ氏はこう語る。

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