Lagrer data med bakterier

I den binære verden består informasjon av 0 og 1. Hvilket medium som brukes til å representere og lagre disse er i prinsippet uvesentlig. Harddisker og bånd baserer seg på elektromagnetisme, mens alle optiske plater bruker lys til å skrive og lese på en foranderlig overflate. Det forskes nå på å bruke bakterier og deres proteiner som lagringsmedium.

Mikroben Halobacterium salinarum, som lever naturlig i sterkt saltholdige omgivelser, reagerer på lys ved å endre tilstand. Det er proteinene i cellemembranen som endrer seg strukturelt, og de går gjennom flere stadier avhengig av lyseksponeringen. Det er denne lyseksiterte tilstanden som kan representere 1, mens grunntilstanden representerer 0.

I naturen går strukturen tilbake til grunntilstanden etter noen timer. Forskerne har imidlertid greid å genmanipulere bakterien, slik at det aktive proteinet bacterirhodopsin (Br) kan ha stabil eksitert tilstand i 10 år i romtemperatur.

Leser og skriver som en optisk harddisk

Selv om grunnsteinen er lagt på molekylnivå, er det langt igjen til en praktisk anvendelse. Forskerne ser for seg å kombinere teknologi brukt til optiske plater i tillegg til harddiskteknologi. De arbeider med en lese- og skriveprosess som bruker halvlederlaser, men montert som lese- og skrivehodene på en harddisk. Det eliminerer både fiberoptikk og klumpete linse- og fokuseringssystemer.

Endringen i tilstanden på proteinet skjer svært raskt, slik at hastigheten for lesing og skriving kan overgå ytelsen til dagens harddisker. Proteinet lar seg overskrive 106 ganger, noe som er omtrent 10 ganger bedre enn dagens harddisker.

En plate med 50 terabyte

Siden hvert proteinmolekyl er svært lite, kan dataene pakkes tett sammen. Det er foreløpig en lek med tall, men forskerne regner seg frem til at overflaten på en vanlig CD kan romme rundt 50 000 gigabyte. Det er lenge siden 640 KB burde være nok for alle.

Teknologien har potensial til å få plass til enda mer data på en plate. Proteinene går nemlig gjennom flere identifiserbare stadier når de blir eksponert for lys. Det kan sammenlignes med resultatet av en DVD med flere lag, hvis man greier å styre de forskjellige stadiene nøyaktig. Vil du lese mer om forskningen, ta et søk på Dr. Renugopalakrishnan.