Information-Theoretic Foundations of DNA Data Storage
Hosszú élettartama és hatalmas információsűrűsége miatt a DNS vonzó adathordozó az archivált adatok tárolására. A természetes DNS több mint 700.
000 éves természetes DNS-t is találtak már, és körülbelül 5 gramm DNS elvileg egy Zetabyte digitális információ tárolására alkalmas, ami nagyságrendekkel több, mint amit a hagyományos adathordozókon elérhetünk. A gyors technológiai fejlődésnek köszönhetően a DNS-tárolás gyakorlatilag megvalósíthatóvá válik, amint azt számos kísérleti tárolórendszer is bizonyítja, így ígéretes megoldást jelent társadalmunk növekvő adattárolási igényeire. Mindazonáltal minden rendszerben előfordul, hogy véletlenszerű zajok lépnek be, ami kihívást jelent a DNS-ben tárolt információ megbízható tárolása és visszakeresése szempontjából.
Ez felvet egy természetes információelméleti kérdést: mennyi információt lehet megbízhatóan tárolni és rekonstruálni több millió rövid, zajos szekvenciából? Ebben a könyvben a szerzők ezt a kérdést járják körül a DNS-en történő információtárolás alapvető korlátainak megvitatásával. A DNS-szintézis és szekvenálás jelenlegi technológiai korlátai által motiválva egy valószínűségi csatornamodellt javasolnak, amely a DNS-tároló rendszerek három kulcsfontosságú megkülönböztető szempontját ragadja meg: (1) az adatokat sok rövid DNS-molekulára írják, amelyeket rendezetlen módon tárolnak; (2) a molekulákat zaj rontja, és (3) az adatokat a DNS-állományból véletlenszerű mintavétellel olvassák ki.
A szerzők e csatornák elemzésének információelméleti megalapozásával, az elérhetőségi és a fordított érvelés eszközeinek kidolgozásával bevezetik az olvasót a DNS-tárolás lenyűgöző és ígéretes területébe. A könyv tömör és alapos kiindulópontot nyújt a hallgatók, kutatók és gyakorlati szakemberek számára, kitérve a DNS-tárolás fejlődésének történetére, tárgyalja a napjainkban elérhető különböző rendszereket, és a terület kutatásának jelenlegi állása során felmerülő kihívásokra összpontosít.
