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2017年7月時点の情報を掲載しています。

生命の設計図であるDNAは、わずか4種類の塩基配列によって複雑な遺伝子情報を伝える。この仕組みを二進法に利用できれば、分子工学レベルの情報密度のストレージが可能になる。そんなSFめいた取り組みがスタートしている。

　世界最大級のストレージ機器開発企業の発表によると2013年に企業や個人が生成した電子データ量は4兆4000億GB だった。これを容量128GBのiPad Air に保存し、一つ一つ積み上げていくと、その高さは約25万キロメートルに及ぶ。これは地球から月までの距離の3分の2 に相当する数字である。さらに同社は、 2020年には年間のデータ生成量が44 兆GBに達すると予測する。そこで浮上するのが、増え続ける電子データの保存方法を巡る問題だ。　H D DにせよS S Dにせよ、その寿命は 10年に満たない。増え続ける電子データの保存に、数年に一度のデータ移行が必要になる現在の仕組みが適しているとは考えにくい。それと共に、データ量の増大に伴うストレージ装置・施設の大型化という物理的な問題も浮上する。　こうした中、注目されるのが生物の遺伝子情報を伝えるDNAをストレージとして活用する取り組みだ。DNAは二重らせんによって結ばれた、A（アデニン）、G（グアシン）、C（シトシン）、T（チミン）という4種の塩基の配列によって、生命の設計図である遺伝子情報を伝える。2進法の電子データをこの塩基配列へと置き換えることが、その基本的な考え方になる。　第一のメリットは、情報密度の大幅な向上だ。例えば人体には約37兆の細胞があるが、各細胞には最大で1.5GBの記憶容量を持つDNAが必ず含まれている。実は人体は、現時点の年間データ生成量が収納可能な巨大なストレージとして見ることもできるのだ。もう一つのメリットがその耐久性である。スペインの洞窟で発見された約40億年前のヒト属化石から抽出された DNAが、人類の進化の歴史に一石を投じていると言えば、現在のストレージとは比較にならない驚異的な耐久性がうなずけるはずだ。　遺伝子工学の進化により、任意のデータに対応したDNA合成は以前から可能になっている。しかしストレージとしての利用には、生物学上の要因に伴う書き込み・読み取り時のエラーが大きな課題になっていた。この問題の解決に貢献したのが、インターネット経由のマルチキャスト配信のために開発された「噴水符号」というテクノロジーだった。これはあらかじめ情報に冗長性を持たせ、バケットが抜け落ちた場合は別のバケットの情報でそれを補う技術である。　DNAへのデータ書き込み・読み出しへの噴水符号の成果は劇的なものがあった。2017 年3月、米コロンビア大学とニューヨークゲノムセンターの研究チームが発表した論文では、わずか1ｇのDNA 分子に21万5000T Bの情報の収納が可能と報告している。　同チームは、コンピュータO S、リミュエール兄弟が1895年に制作した短編ドキュメンタリーフィルム『ラ・シオタ駅への列車の到着』などのデータを200塩基分の長さの7万2000本のDNA二重らせんに書き込み、それを完全に復号化することに成功している。　だがDNAストレージ実用化には、まだ課題も多い。DNA合成には7000ドル（約 77万円）かかり、データの読み出しにさらに2000ドル（約22万円）が必要になることはその一つ。ただし、そのコストは今後、指数関数的に下がると考えられ、HDDや SSDと比べても一定の価格競争力を備え得ると見られている。課題として残るのは、DNAの合成・読み出しに一定の時間が必要になる点だ。　DNAストレージの研究は、コロンビア大学のチームのほか、マイクロソフトをはじめとする企業や研究機関が取り組みを開始している。しかしその実用化は、ライブラリーのアーカイブなど、スピードがさほど求められない用途から始まると考えていいだろう。

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