미국에서 DNA로 만든 ‘하드 디스크’ 프로토타입을 개발하여 데이터 기록 및 읽기 과정을 단순화했습니다

DNA에 새로운 정보 저장 방식: 아카이브에서 "하드 디스크"로

미주리 대학의 과학자들은 DNA 분자 구조에서 데이터를 여러 번 지우고 다시 기록하는 방법을 공개했습니다. 이전에는 높은 저장 밀도와 장기간 안정성 덕분에 DNA가 일회용 아카이브 매체로만 사용되었습니다. 이제는 뉴클레오티드 합성과 효소 사용 없이 전기만으로 정보를 변경할 수 있게 되었습니다.

작동 원리
1. 시프트 코딩

데이터는 단일 사슬(S)과 이중 나선(DS)의 번갈아 가며 기록됩니다. S에서 DS로의 전환은 비트 "0"으로, DS에서 S로의 전환은 비트 "1"로 해석됩니다.

2. 나노포를 통한 읽기

DNA 분자가 나노포를 통과하면서 특유의 전기 신호가 생성됩니다. 이 신호는 이진 코드로 변환됩니다.

3. 지우기 및 재작성

S 구간의 수소 결합이 끊어져 데이터가 "정리"됩니다. 기록 시에는 이러한 결합을 전기로 복원하여 화학 합성 과정을 거치지 않고 원하는 S/DS 패턴을 다시 만듭니다.

산업에 미치는 영향
- 밀도와 내구성 – DNA는 1g당 최대 215 PB를 저장하며, 에너지 없이 수십 년 동안 데이터를 보존합니다.

- 에너지 효율성 – SSD/HDD와 달리 지속적인 전원이 필요 없습니다.

- 마이크로스코픽 크기 – 목표는 USB 플래시 카드 크기의 컴팩트 매체로, 방대한 데이터 양을 저장할 수 있습니다.

과학자들은 물리학, 생물학, 정보학 및 재료 과학이 긴밀히 협력한 다학제 프로젝트임을 강조합니다. 가까운 미래에는 전통적 저장 매체를 대체하면서도 에너지 효율성과 신뢰성을 유지하는 실용 장치 개발이 계획되고 있습니다.

> *참고:* 이 프로젝트와 병행해 나노포 생산에 돌파구가 있었지만, 이는 별개의 이야기입니다