A számítástudomány kezdete óta szakembereknek két állandó kihívással kell megbirkózniuk: hogyan tárolják a folyamatosan növekvő adatmennyiséget, és hogyan védjék ezeket az információkat a nem kívánt hozzáférésektől?
Az Arizonai Állami Egyetem Biodesign Intézete a szilícium természet által inspirált alternatíváját, a DNS-t kínálja megoldásként: egyrészt hatalmas mennyiségben tárolható, másrészt biztosítja a hatékony titkosítást. Az „élet molekulája” sokat segíthet a jövő számos alkalmazásban hasznosítható mikroelektronikai és molekuláris információs rendszereinek tervezésében. Az információ tárolása és védelme alapvetően új módon történik a csak genetikai anyag helyett inkább információplatformként kezelt DNS-sel.

A DNS azért vonzó, mert csekély fizikai térfogatban képes hatalmas mennyiségű információt tárolni, és mert meglepően hosszú ideig stabil maradhat. A kutatók apró DNS-szerkezetek tervezését és felépítését írják le: az ábécé betűihez hasonlóan működnek, mindegyik egy információdarabot hordoz. Amikor áthaladnak egy mikroszkopikus szenzoron, gépitanulás-szoftver rögzíti és elemzi az elektromos jeleket. Utána a rendszer visszafordítja az adatokat nagy pontossággal olvasható szavakká és rövid üzenetekké.
A hagyományos DNS-adattárolás a lassú és költséges szekvenáláson alapul. Az új technika gyorsabb, olcsóbb és skálázhatóbb. A jövőben a DNS ultrasűrű, tartós és biztonságos adattárolási közegként szolgálhat. Nagyon kevés hely és energia felhasználásával tárolható vele masszív információmennyiség. Emellett rengeteg opcióval kecsegtető híd is a szintetikus biológia és a félvezető technológia között.
Az információ biztonságos tárolásához a kutatók bonyolult DNS-origami szerkezeteket, pontos két és háromdimenziós formákat alkotó, hajtogatott DNS-szálakat terveznek. Adatok egyszerű bitekként vagy betűkként történő tárolása helyett, az információ ezeknek a szerkezeteknek az elrendezésében és mintázatában kódolódik. Az így létrejött, egyfajta molekuláris kód megfelelő eszközök és referenciaminták nélkül nehezen értelmezhető.
A titkosított információ olvasására szuperfelbontású, az egyedi DNS-szerkezeteket nagyon pontosan vizualizáló mikroszkóp-technológiát javasolnak. A molekuláris képek ezreit gépitanulás-szoftver elemzi, csoportosítja a hasonló mintázatokat, majd fordítja le azokat az eredeti üzenetekre. Pontos dekódoló keretrendszer nélkül a mintázatoknak nincs jelentése, azaz így újabb réteggel bővül a biztonság. A megközelítéssel jelentős mértékben növelhető a molekuláris kódok – a nem engedélyezett dekódolást megnehezítő – lehetséges száma. Az információ 3D-s DNS-szerkezetekbe csomagolható, amellyel tovább nő minden egyes molekuláris kulcs biztonsága.






