【専門家が解説】超大容量のDNAカセットテープ
デジタルデータの爆発的な増加に伴い、次世代のストレージとして「DNAデータストレージ」が注目されています。DNAとは人の設計図として様々な遺伝情報が刻まれていますが、DNAを使えばパソコンの既存の半導体によるハードディスクより大容量のデーターを安定的に保存できるのです。
中国の南科技大学などの研究チームが発表した最新技術は、1980年代のカセットテープの構造を応用し、従来の限界を突破する驚異的な性能を実現しました。
◆ DNAカセットテープの3つの主要スペック

- 圧倒的な記録容量:1kmのテープに約362ペタバイト(PB)のデータを記録可能。これは最新スマートフォンの約150万倍の容量に相当します。
- 驚異的な保存寿命:室温で約300年、凍結保存(-20℃)した場合は「最大2万年」もの間、データを損失することなく保持できると推定されています。
- 書き換え機能:従来の「液体保存方式」では困難だったデータの特定・書き換え・削除を、磁気テープのような構造を採用することで可能にしました (1)。
◆なぜ「DNA」と「テープ」を組み合わせたのか?

従来のDNA保存技術は、液体中でデータを管理するため、特定の情報を探すのに時間がかかる点が課題でした。研究チームは、ナイロン製のテープ上に微細なバーコードを配置し、その上にDNA液を付着させる「DNAカセットテープ」を開発。これにより、コンピュータのファイル管理のように、必要なデータへ迅速にアクセス(ランダムアクセス)することが可能になりました。
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◆ 既存メディア(HDD・SSD)との比較

現在の主力であるHDDやSSDの寿命は長くても10~20年程度であり、数年おきのデータ移行が不可欠です。対してDNAテープは、エネルギー消費を抑えながら超長期的な保存が可能なため、公文書、科学的記録、文化遺産といった「コールドストレージ(アーカイブ)」用途に最適です (2)。
◆ 実用化への展望

現在は読み書きの速度に課題がありますが、マイクロ流体技術の進化により高速化が進んでいます。シリコン半導体の物理的限界が近づく中、このDNAカセットテープは、人類の知識を数千年にわたって受け継ぐ「究極のタイムカプセル」となる可能性を秘めています。
参考文献
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著者
医学博士/富金 起範
筑波大学、生体統御・分子情報医学修士/博士課程卒業
2017年に国内初となる微量DNA解析技術(特許7121440)を用いた出生前DNA鑑定(特許7331325)を開発

