DNA data storage breaks records
DNAのデータ格納が新記録を達成！
A book complete with illustrations has been encoded in DNA.
イラスト画像を備えた一冊の本のデータがDNAの中に暗号化された

Monya Baker
記事投稿日：16 August 2012
８月１６日

A trio of researchers has encoded a draft of a whole book into DNA. The 5.27-megabit tome contains 53,246 words, 11 JPG image files and a JavaScript program, making it the largest piece of non-biological data ever stored in this way.

三人の研究家達が、DNAの中に一冊の本の内容を暗号化して入れ込んでしまいました。5.27メガビットの一冊のデータは、53,246の単語、11個のJpeg画像ファイル、そして、JavaScriptのプログラムを含み、この手法で格納されたデータの中では最大の量になります。

DNA has the potential to store huge amounts of information. In theory, two bits of data can be incorporated per nucleotide the single base unit of a DNA string so each gram of the double-stranded molecule could store 455 exabytes of data (1 exabyte is 1018 bytes). Such dense packing outstrips inorganic data-storage devices such as flash memory, hard disks or even storage based on quantum-computing methods.

DNAは、潜在的に、巨大な量の情報を格納することが出来ます。理論的には、２ビットのデータが１ヌクレオチドに対して組み込むことが可能で、このヌクレオチドとは遺伝子の鎖の最小単位となります。よって、二重螺旋構造をした微粒子１グラムには、４５５エクサバイト（１エクサバイト＝１０１８エクサバイト）のデータを格納することが出来ます。このように高密度で格納する機能は、フラッシュ・メモリーやハードディスク、また、ひいては、量子計算技術に基づく格納方法をも凌ぎます。

The book, which is fittingly a treatise on synthetic biology, was encoded by geneticists George Church and Sriram Kosuri at the Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering in Boston, Massachusetts, and Yuan Gao, a biomedical engineer at Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland. They report their work in Science1 this week.

遺伝学者のジョージ・チャーチ博士、そして、マサチューセッツの生物学的示威工学のボストン市ウィス研究所のスリラム・コスリ博士、そして、メリーランドのバルティモア市ジョンズ・ホプキンズ大学のユアン・ガオ博士らによって、ふさわしくも、合成生物学に関する専門書であるこの本の全内容が暗号化されました。彼らは今週「Sceince1」（サイエンス１）で彼らの実験結果の報告をします。

It marks a significant gain on previous projects the largest of which encoded less than one-six-hundredth of the data but organic flash drives are still many years away. There are a number of reasons why the method is not practical for everyday use. For example, both storing and retrieving information currently require several days of lab work, spent either synthesizing DNA from scratch or sequencing it to read the data.

1.06倍のデータを暗号化して格納することに成功した最大のプロジェクトでは重大な成果をなしえましたが、オーガニックなフラッシュ・ドライブを実用化するのはまだまだ先の話です。日々の生活の中で利用するには不向きな理由がいくつかあります。たとえば、データを保存するのと取り出す両方の作業に実験室の作業で４～５日かかります。遺伝子をスクラッチから合成するのにも、また、データを読みこむために遺伝子配列を決定する処理（シーケンス）にもです。

The work illustrates the potential of nonconventional approaches, says Stuart Parkin, who is developing dense forms of inorganic storage media at the IBM-Stanford Spintronic Science and Applications Center in San Jose, California."You could say that the physical sciences have exhausted the playground of concepts, and we now need to go beyond that world,"he says.“This coupling of the biological world to the physical world will lead to some very interesting storage devices in the next decade."

その研究は非従来的なアプローチの可能性を示威していますと、スチュアート・パーキン氏は言います。彼は、高密度形式での無生物の格納メディアを、カリフォルニア州サンジョゼ市にあるIBM-スタンフォード・スピントロニクス・サイエンス・アンド・アプリケーション・センターで開発しています。「物理科学は概念の遊び場に尽きてしまい、今私たちはその世界をしのぐ領域に入る必要があります」と彼は言います。「生物学の世界を物理学の世界とつなぎ合わせるこの試みは、次の来る十年の間に非常に面白い格納デバイスを開発することになるでしょう。」

Short and sweet
短くて取扱いが簡単

Encoding the DNA book didn't involve fundamentally new technology so much as the creative application of existing techniques, explains Anne Condon, a computer scientist at the University of British Columbia in Vancouver, who studies how DNA molecules can be used in computing.

DNAの微粒子を演算処理でどのように利用できるかについて研究しているヴァンクーヴァのブリティッシュ・コロンビア大学にいるコンピュータ科学者アンネ・コンドンは、DNAをエンコードするのは基本的に、現存する技術の創造的な応用するような最新の技術は必要ではないと説明します。

Previous attempts to store information in DNA have been held up by difficulties in making perfect long strands. Shorter molecules present less of a challenge, so Church and his colleagues kept their storage strands a mere 159 nucleotides long, and generated multiple copies of each to make catching and correcting mutations easier.

DNAに情報を格納する試みが前回行われましたが、その時は完全な長い二重らせんを作るところで、困難に出会い立ち往生しました。より短い分子は問題なく作る事が出来ましたので、チャーチと彼の同僚たちは、格納用の螺旋構造を159個のヌクレオチドの長さに限定し、各々複数のコピーを生成して、突然変異を見つけ修復しやすくしました。

In each single strand, 96 nucleotides represented the encoded data as digital ones and zeroes; 19 nucleotides showed how these data blocks should be ordered; and 44 nucleotides enabled easier sequencing. The researchers'binary code assigned'zero'to two types of nucleotide (As and Cs) and'one'to the other two types (Gs and Ts).

遺伝子のそれぞれの螺旋構造の中には、96のヌクレオチドが数字の１と０としてコード化されたデータを表しています。19のヌクレオチドが、これらのデータのブロックがどのように順序づけれられるべきかを表していました。そして、44のヌクレオチドのおかげで、シーケンス（塩基配列の決定）をより容易にすることが出来ます。

And that will bring costs down over time, enabling DNA data storage to move beyond the realm of demonstration projects. The cost of sequencing technologies has already fallen to about a thousandth of what it was four years ago, says Kosuri, and DNA synthesis has achieved the same drops over the past eight years."The DNA chip we used for this paper held 55,000 oligonucleotides,"he adds."The newest ones hold a million."

そして、時がたち価格も下がるでしょう。遺伝子のデータ格納処理技術をデモンストレーション・プロジェクトの領域を超える領域へと発展させることが可能です。４年前に比べ、シーケンス技術のコストは既におよそ千分の一にまで下がっていると、コスリは言います。そして、DNA合成は過去８年間以上の間に同じように価格下落に成功しました。「この研究論文のために私たちが使用したDNAチップは５万５千のオリゴヌクレオチドを含んでいますが、最新のDNAチップは１００万のオリゴヌクレオチドを含んでいます」と、彼は言います。

遺伝子に言葉を書き込む・・・そもそも、今の私たちの遺伝子のジャンクDNAと呼ばれる部分にはいったいどんな情報が書き込まれているのでしょうか？

生まれてから使っている言語の情報が書き込まれるのか、それとも、人間が創造された時に、宇宙人エロヒムにより何かの情報が書き込まれたのか？

そのことについてはっきりと詳しく説明している科学書はまだ読んだことがありません。もしかすると既に出版されてはいるが私たちのところにまでその情報が来ていないのでしょうか？

私はひそかに、それが宇宙人エロヒムの科学的な生命の創造についての情報なのではないかと一人空想にふけるときもありました。

真実は明かされべきです。

そして、この脳にデータを記号化して格納するのと、記憶、学習したときに脳に生成される連結などについての関連性については、私にはまったくわからないことなのですが、宇宙人エロヒムのメッセンジャー弥勒菩薩ラエルが書かれた本の中にもあるように、近い将来、人間が学校で学習しなくても、ほしい知識を脳に注入することで瞬時に習得できるようになる日が来ると思います。

そうしたら、もう学校に行く必要がなくなるのです。あんな退屈で面白くないところはありません。それよりも外で遊んだほうがどれだけ楽しいか。