How we can store digital data in DNA | Dina Zielinski

Traducător: Andreea-Adriana Neamtu Corector: Mihaida Meila

I could fit all movies ever made inside of this tube.

Aș putea pune toate filmele făcute vreodată în acest recipient.

If you can't see it, that's kind of the point.

Dacă nu îl puteți vedea, cam asta e ideea.

(Laughter)

(Râsete)

Before we understand how this is possible,

Înainte să înțelegem cum este posibil acest lucru,

it's important to understand the value of this feat.

este important să înțelegem valoarea acestei performanțe.

Toate gândurile și acțiunile noastre din aceste zile,

All of our thoughts and actions these days,

through photos and videos --

prin fotografii și videoclipuri -

even our fitness activities --

până și activitățile noastre de fitness

are stored as digital data.

sunt stocate ca date digitale.

Aside from running out of space

Pe lângă a rămâne fără spațiu

on our phones,

pe telefoanele noastre,

we rarely think about our digital footprint.

rareori ne gândim la amprenta noastră digitală.

But humanity has collectively generated more data

Dar omenirea a generat colectiv mai multă informație în ultimii ani

in the last few years

than all of preceding human history.

decât în intreaga sa istorie.

Big data has become a big problem.

Volumul mare de date a devenit o mare problemă.

Digital storage is really expensive,

Spațiul de stocare digital este foarte scump

and none of these devices that we have really stand the test of time.

și niciunul dintre dispozitive noastre nu poate să treacă testul timpului.

There's this nonprofit website called the Internet Archive.

Există un website non-profit numit Internet Archive.

In addition to free books and movies,

Pe lângă cărți și filme gratuite,

you can access web pages as far back as 1996.

acolo puteți accesa pagini web vechi din 1996.

Now, this is very tempting,

Acest lucru este foarte tentant,

but I decided to go back and look at the TED website's very humble beginnings.

dar eu am decis să mă uit la începutul foarte umil al website-ului TED.

As you can see, it's changed quite a bit in the last 30 years.

După cum vedeți, acesta s-a schimbat destul de mult în ultimii 30 de ani.

So this led me to the first-ever TED,

Această incursiune m-a dus la primul discurs TED,

back in 1984,

în anul 1984,

and it just so happened to be a Sony executive

și s-a întâmplat să fie un director al firmei Sony

explaining how a compact disk works.

care explica felul cum funcționează un disc compact.

(Laughter)

(Râsete)

Now, it's really incredible to be able to go back in time

Este cu adevărat incredibil să poți să te întorci în timp

and access this moment.

și să accesezi acest moment.

It's also really fascinating that after 30 years, after that first TED,

Este de asemenea fascinant că la 30 de ani de la primul discurs TED

we're still talking about digital storage.

încă vorbim despre stocarea digitală.

Now, if we look back another 30 years,

Dacă privim înapoi încă 30 de ani,

IBM released the first-ever hard drive

IBM lansa pe atunci primul hard disk

back in 1956.

în anul 1956.

Here it is being loaded for shipping in front of a small audience.

Aici e încărcat pentru transport în fața unui mic auditoriu.

It held the equivalent of one MP3 song

Conținea echivalentul unei melodii MP3

and weighed over one ton.

și cântărea peste o tonă.

At 10,000 dollars a megabyte,

La 10.000 de dolari megabyte-ul,

I don't think anyone in this room would be interested in buying this thing,

Nu cred că cineva din această sală ar fi interesat să-l cumpere

except maybe as a collector's item.

decât, poate, ca obiect de colecție.

But it's the best we could do at the time.

Dar era maximum ce puteam face la vremea respectivă.

We've come such a long way in data storage.

Am parcurs un drum atât de lung în stocarea datelor.

Devices have evolved dramatically.

Dispozitivele au evoluat dramatic.

But all media eventually wear out or become obsolete.

Dar toate mijloacele de stocare, până la urmă, se distrug sau se învechesc.

If someone handed you a floppy drive today to back up your presentation,

Dacă cineva ți-ar înmâna astăzi o dischetă pentru a-ți salva prezentarea,

you'd probably look at them kind of strange, maybe laugh,

probabil că te-ai uita la ea un pic ciudat, poate ai râde,

but you'd have no way to use the damn thing.

dar n-ai avea cum să o folosești.

These devices can no longer meet our storage needs,

Aceste dispozitive nu mai pot suporta nevoile noastre de stocare,

although some of them can be repurposed.

dar unele dintre ele pot fi reutilizate cu un alt scop.

All technology eventually dies or is lost,

Toată tehnologia moare sau se pierde,

along with our data,

împreună cu informațiile noastre,

all of our memories.

cu toate amintirile noastre.

There's this illusion that the storage problem has been solved,

Există această iluzie că problema de stocare a fost rezolvată,

but really, we all just externalize it.

dar, de fapt, noi doar o externalizăm.

We don't worry about storing our emails and our photos.

Nu ne îngrijorează stocarea e-mailurilor și a fotografiilor noastre.

They're just in the cloud.

Acestea sunt stocate în cloud.

But behind the scenes, storage is problematic.

Dar în culise, stocarea este problematică.

After all, the cloud is just a lot of hard drives.

La urma urmei, cloud-ul este doar o mulțime de hard disk-uri.

Now, most digital data, we could argue, is not really critical.

Majoritatea datelor digitale, am putea spune, nu este critică.

Surely, we could just delete it.

Cu siguranță, am putea să le ștergem.

But how can we really know what's important today?

Dar cum putem ști astăzi ce este cu adevărat important?

We've learned so much about human history

Am învățat multe despre istoria omenirii

from drawings and writings in caves,

din desenele și scrierile din peșteri,

from stone tablets.

din tăblițele de piatră.

We've deciphered languages from the Rosetta Stone.

Am descifrat limbi din Piatra Rosetta.

You know, we'll never really have the whole story, though.

Cu toate acestea, nu vom avea niciodată cu adevărat întreaga poveste.

Our data is our story,

Datele noastre sunt povestea noastră,

even more so today.

mai ales în ziua de astăzi.

We won't have our record recorded on stone tablets.

Nu vom avea informația generată de noi încrustată în tăblițe de piatră.

But we don't have to choose what is important now.

Dar nu trebuie să alegem ce este important acum.

There's a way to store it all.

Există o modalitate de a stoca totul.

It turns out that there's a solution that's been around

Se pare că există o soluție disponibilă

for a few billion years,

de câteva miliarde de ani,

and it's actually in this tube.

și ea se află de fapt în acest tub.

DNA is nature's oldest storage device.

ADN-ul este cel mai vechi instrument de stocare al naturii.

After all, it contains all the information necessary

La urma urmei, conține toate informațiile necesare

to build and maintain a human being.

pentru a construi și întreține o ființă umană.

But what makes DNA so great?

Dar de ce e ADN-ul atât de special?

Well, let's take our own genome

Haideți să vorbim despre genomul nostru

as an example.

ca exemplu.

If we were to print out all three billion A's, T's, C's and G's

Dacă ar fi să tipărim toate cele trei miliarde A, T, C și G-uri,

on a standard font, standard format,

folosind un font și format standard,

and then we were to stack all of those papers,

și ulterior am pune toate acele hârtii una peste cealaltă,

it would be about 130 meters high,

am avea un teanc de aproape 130 metri înălțime,

somewhere between the Statue of Liberty and the Washington Monument.

clasându-se între Statuia Libertății și Monumentul lui Washington.

Now, if we converted all those A's, T's, C's and G's

Dar dacă am converti toate A, T, C și G-urile

to digital data, to zeroes and ones,

în date digitale, în zero și unu,

it would total a few gigs.

ar totaliza câțiva gigabiți.

And that's in each cell of our body.

Aceștia sunt în fiecare celulă din corpul nostru.

We have more than 30 trillion cells.

Avem peste 30 de trilioane de celule.

You get the idea:

Ați prins ideea?

DNA can store a ton of information in a minuscule space.

ADN-ul poate stoca o tonă de informații într-un spațiu minuscul.

DNA is also very durable,

ADN-ul este și foarte durabil,

and it doesn't even require electricity to store it.

și nici măcar nu necesită electricitate pentru a-l depozita.

We know this because scientists have recovered DNA from ancient humans

Știm asta pentru că oamenii de știință au recuperat ADN de la oamenii antici

that lived hundreds of thousands of years ago.

care au trăit cu sute de mii de ani în urmă.

One of those is Ötzi the Iceman.

Unul dintre aceștia este Ötzi Omul-de-Gheață.

Turns out, he's Austrian.

S-a dovedit că este austriac.

(Laughter)

(Râsete)

He was found high, well-preserved,

A fost găsit bine conservat,

in the mountains between Italy and Austria,

în munțiii dintre Italia și Austria,

and it turns out that he has living genetic relatives here in Austria today.

și s-a dovedit că are rude genetice ce trăiesc astăzi aici, în Austria.

So one of you could be a cousin of Ötzi.

Deci unul dintre voi ar putea fi verișor cu Ötzi.

(Laughter)

(Râsete)

The point is that we have a better chance of recovering information

Ideea e că avem șanse mai bune să recuperăm informații

from an ancient human

de la oamenii preistorici,

than we do from an old phone.

decât de la un telefon vechi.

It's also much less likely that we'll lose the ability to read DNA

Este, de asemenea, mult mai puțin probabil că vom pierde abilitatea de a citi ADN-ul

than any single man-made device.

decât orice dispozitiv manufacturat.

Every single new storage format requires a new way to read it.

Orice format nou de stocare necesită un mod nou de a-l citi,

We'll always be able to read DNA.

dar vom putea întotdeauna să citim ADN-ul.

If we can no longer sequence, we have bigger problems

Dacă nu mai putem ordona ADN-ul, avem probleme mai mari

than worrying about data storage.

decât să ne îngrijorăm pentru datele stocate.

Storing data on DNA is not new.

Stocarea datelor pe ADN nu este ceva nou.

Nature's been doing it for several billion years.

Natura o face de câteva miliarde de ani.

In fact, every living thing is a DNA storage device.

De fapt, fiecare organism viu este un dispozitiv de stocare a ADN-ului.

But how do we store data on DNA?

Dar oare cum stocăm datele pe ADN?

This is Photo 51.

Aceasta este Fotografia 51.

It's the first-ever photo of DNA,

Este prima poză a ADN-ului,

taken about 60 years ago.

făcută cu 60 de ani în urmă.

This is around the time that that same hard drive was released by IBM.

Asta se întâmpla în aceeași perioadă în care IBM lansa hard disk-ul menționat.

So really, our understanding of digital storage and of DNA have coevolved.

Așadar, înțelegerea stocării digitale și cea a ADN-ului au evoluat împreună.

We first learned to sequence, or read DNA,

Mai întâi am învățat cum să ordonăm, sau să citim, ADN-ul,

and very soon after, how to write it,

imediat după aceea, cum să-l scriem,

or synthesize it.

sau să-l sintetizăm.

This is much like how we learn a new language.

Acest lucru seamănă foarte mult cu modul în care învățăm o limbă străină.

And now we have the ability to read, write and copy DNA.

Acum avem capacitatea de a citi, scrie și copia ADN-ul.

We do it in the lab all the time.

O facem în laborator tot timpul.

So anything, really anything, that can be stored as zeroes and ones

Așa că orice, chiar orice, care poate fi stocat ca zero și unu,

can be stored in DNA.

poate fi stocat în ADN.

To store something digitally, like this photo,

Pentru a stoca ceva digital, precum această fotografie,

we convert it to bits, or binary digits.

îl convertim în biți sau cifre binare.

Each pixel in a black-and-white photo is simply a zero or a one.

Fiecare pixel dintr-o fotografie alb-negru este pur și simplu un zero sau unu.

And we can write DNA much like an inkjet printer can print letters on a page.

Putem scrie pe ADN așa cum o imprimantă cu cerneală poate tipări o pagină.

We just have to convert our data, all of those zeroes and ones,

Trebuie doar să ne convertim datele, toate acele zero și unu,

to A's, T's, C's and G's,

în A, T, C și G-uri,

and then we send this to a synthesis company.

și apoi trimitem asta unei companii de sinteză.

So we write it, we can store it,

Deci îl scriem, îl putem depozita,

and when we want to recover our data, we just sequence it.

și când vrem să ne recuperam datele, doar trebuie să îl ordonăm.

Now, the fun part of all of this is deciding what files to include.

Acum, partea distractivă este să decidem ce fișiere includem.

We're serious scientists, so we had to include a manuscript

Fiind oameni de știință serioși, a trebuit să includem un manuscris

for good posterity.

pentru posteritate.

We also included a $50 Amazon gift card --

Am inclus și un card cadou Amazon de $50-

don't get too excited, it's already been spent, someone decoded it --

nu vă bucurați prea mult, deja a fost cheltuit, cineva l-a decodat -

as well as an operating system,

precum și un sistem de operare,

one of the first movies ever made

unul dintre primele filme realizate vreodată

and a Pioneer plaque.

și o placă Pioneer.

Some of you might have seen this.

E posibil ca unii să fi văzut asta.

It has a depiction of a typical -- apparently -- male and female,

Conține schema unui bărbat și a unei femei,

and our approximate location in the Solar System,

și locația noastră aproximativă în Sistemul Solar,

in case the Pioneer spacecraft ever encounters extraterrestrials.

în cazul în care nava spațială Pioneer ar întâlni vreodată extratereștri.

So once we decided what sort of files we want to encode,

Deci, odată ce am decis ce fel de fișiere vrem să codificăm,

we package up the data,

ambalăm datele,

convert those zeroes and ones to A's, T's, C's and G's,

convertim toate acele zero și unu în A, T, C și G-uri,

and then we just send this file off to a synthesis company.

iar apoi trimitem acest fișier la o companie de sinteză.

And this is what we got back.

Și asta e ce primim înapoi.

Our files were in this tube.

Fișierele noastre sunt în acest tub.

All we had to do was sequence it.

Tot ce trebuie să facem e să le ordonăm.

This all sounds pretty straightforward,

Totul sună destul de simplu,

but the difference between a really cool, fun idea

dar diferența dintre o idee foarte interesantă

and something we can actually use

și ceva ce chiar putem folosi

is overcoming these practical challenges.

stă în depășirea provocărilor practice.

Now, while DNA is more robust than any man-made device,

În timp ce ADN-ul este mai robust decât orice dispozitiv artificial,

it's not perfect.

ADN-ul nu este perfect.

It does have some weaknesses.

Are câteva vulnerabilități.

We recover our message by sequencing the DNA,

Recuperăm mesajul prin ordonarea ADN-ului,

and every time data is retrieved,

și de fiecare dată când datele sunt preluate

we lose the DNA.

pierdem ADN-ul.

That's just part of the sequencing process.

Asta e o parte a procesului de ordonare.

We don't want to run out of data,

Nu vrem să rămânem fără date,

but luckily, there's a way to copy the DNA

dar din fericire există o modalitate de a copia ADN-ul

that's even cheaper and easier than synthesizing it.

care e chiar mai ieftină și mai ușoară decât să îl sintetizăm.

We actually tested a way to make 200 trillion copies of our files,

Chiar am copiat fișierele noastre de 200 de trilioane de ori

and we recovered all the data without error.

și am recuperat toate datele fără greșeală.

So sequencing also introduces errors into our DNA,

Deci ordonarea introduce, de asemenea, erori în ADN-ul nostru,

into the A's, T's, C's and G's.

în A, T, C si G-uri.

Nature has a way to deal with this in our cells.

Natura are un mod de a se ocupa de asta în celulele noastre.

But our data is stored in synthetic DNA in a tube,

Dar datele noastre sunt stocate în ADN sintetic într-un tub,

so we had to find our own way to overcome this problem.

deci trebuie să găsim propria cale pentru a trece peste acest obstacol.

We decided to use an algorithm that was used to stream videos.

Am decis să apelăm la un algoritm folosit pentru a reda videoclipuri.

When you're streaming a video,

Când redai videoclipuri,

you're essentially trying to recover the original video, the original file.

de fapt încerci să recuperezi videoclipul original, fișierul original.

When we're trying to recover our original files,

Când încercăm să recuperăm fișierele noastre originale,

we're simply sequencing.

pur și simplu ordonăm ADN-ul.

But really, both of these processes are about recovering enough zeroes and ones

Dar de fapt, ambele procese constau în recuperarea șirului de zero și unu

to put our data back together.

pentru a pune informația cap la cap.

And so, because of our coding strategy,

Și așa, datorită strategiei noastre,

we were able to package up all of our data

putem impacheta toate informațiile noastre

in a way that allowed us to make millions and trillions of copies

într-un mod care ne permite să facem milioane și miliarde de exemplare

and still always recover all of our files back.

și totuși să ne recuperăm toate fișierele.

This is the movie we encoded.

Acesta este filmul pe care l-am codat.

It's one of the first movies ever made,

Este unul dintre primele filme realizate vreodată,

and now the first to be copied more than 200 trillion times on DNA.

iar acum primul care a fost copiat de peste 200 de miliarde de ori pe ADN.

Soon after our work was published,

Curând după publicarea lucrărilor noastre,

we participated in an "Ask Me Anything" on the website reddit.

am participat la un forum „Întreabă-mă orice” pe site-ul Reddit.

If you're a fellow nerd, you're very familiar with this website.

Dacă ești un pic tocilar, ești și tu familiarizat cu acest site.

Most questions were thoughtful.

Majoritatea întrebărilor au fost istețe.

Some were comical.

Unele au fost comice.

For example, one user wanted to know when we would have a literal thumb drive.

De exemplu, un utilizator a vrut să știe când vom lansa un drive portabil cu ADN.

Now, the thing is,

Acum, chestia este

our DNA already stores everything needed to make us who we are.

că ADN-ul stochează deja tot ce e necesar pentru a ne face cine suntem.

It's a lot safer to store data on DNA

Este mult mai sigur să stochezi informații pe ADN,

in synthetic DNA in a tube.

în ADN sintetic, într-o eprubetă.

Writing and reading data from DNA is obviously a lot more time-consuming

Scrierea și citirea ADN-ului necesită mult mai mult timp

than just saving all your files on a hard drive --

decât salvarea tuturor fișierelor pe un hard disk -

for now.

pentru moment.

So initially, we should focus on long-term storage.

Inițial, ar trebui să ne concentrăm la stocarea pe termen lung.

Most data are ephemeral.

Majoritatea datelor sunt efemere.

It's really hard to grasp what's important today,

E foarte greu să înțelegem astăzi ce este important,

or what will be important for future generations.

sau ce va fi important pentru generațiile viitoare.

But the point is, we don't have to decide today.

Dar partea bună e că nu trebuie să ne hotărâm astăzi.

There's this great program by UNESCO called the "Memory of the World" program.

Există acest minunat program UNESCO numit „Memoria lumii”.

It's been created to preserve historical materials

A fost creat pentru a păstra materiale istorice

that are considered of value to all of humanity.

considerate valoaroase pentru omenire.

Items are nominated to be added to the collection,

Articolele ce urmează să facă parte din colecție sunt nominalizate,

including that film that we encoded.

inclusiv acel film pe care noi l-am codat.

While a wonderful way to preserve human heritage,

Cu toate că e un mod minunat de păstrare a moștenirii umanității,

it doesn't have to be a choice.

nu ar trebui să fie o alegere.

Instead of asking the current generation -- us --

În loc să întrebăm generația actuală, pe noi,

what might be important in the future,

ce ar putea fi important în viitor,

we could store everything in DNA.

am putea stoca totul în ADN.

Storage is not just about how many bytes

Stocarea nu înseamnă doar câți biți,

but how well we can actually store the data and recover it.

ci și cât de bine putem de fapt stoca și recupera informația.

There's always been this tension between how much data we can generate

Întotdeauna a existat acest dezechilibru între câte date putem genera,

and how much we can recover

câte putem recupera

and how much we can store.

și cât de multe putem depozita.

Every advance in writing data has required a new way to read it.

Fiecare avans în scrierea datelor a necesitat un nou mod de citire.

We can no longer read old media.

Nu mai putem citi mijloace de stocare vechi.

How many of you even have a disk drive in your laptop,

Câți dintre voi mai aveți măcar o unitate de disc în laptop,

never mind a floppy drive?

ca să nu mai zic de dischetă?

This will never be the case with DNA.

Asta nu se va întâmpla niciodată cu ADN-ul.

As long as we're around, DNA is around,

Cât timp existăm, ADN-ul există

and we'll find a way to sequence it.

și vom găsi o modalitate de a-l ordona.

Archiving the world around us is part of human nature.

Să arhivăm lumea din jurul nostru face parte din natura umană.

This is the progress we've made in digital storage in 60 years,

Acesta este progresul pe care l-am făcut în stocarea digitală în 60 de ani,

at a time when we were only beginning to understand DNA.

într-un moment când eram doar la începutul descifrării ADN-ului.

Yet, we've made similar progress in half that time with DNA sequencers,

În plus, am făcut progrese similare în jumătate de timp cu ordonarea ADN-ului,

and as long as we're around, DNA will never be obsolete.

și atâta timp cât noi existăm, ADN-ul nu va fi niciodată învechit.

Thank you.

Vă mulțumesc!

(Applause)

(Aplauze)