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생명과학 이야기

DNA가 저장 매체가 된다?

by 인터넷떠돌이 2018. 4. 10.
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안녕하세요?


여러분은 혹시 '어의 법칙(Moore's Law)'라는 말을 들어 본적이 있으신가요? 한마디로 반도체 집적회로의 성능은 18개월마다 2배씩 증가 한다는 이야기인데, 문제는 이렇게 하는 것이 2000년대 초반까지는 맞았는데, 점점 발열등의 문제로 인해서 잘 적용이 안되고 있다고 합니다.



그래서 실리콘 메모리를 대체하기 위한 새로운 메모리가 필요하다고 하는데, 그 1번 후보가 놀랍게도 DNA라고 합니다. 기존 하드 디스크의 정보 기억 밀도는 1㎟ 당 10의 10승 바이트정도인데 비해서, DNA의 저장밀도는 1㎟당 10의 18승으로 1억배 이상 높다고 합니다. 거기다가 실리콘 보다 더 외부자극에 강해서 장기 보존이 가능하다고 합니다.




여기서 의문이 드는 것이, 일단 디지털 정보는 0과1의 집합으로 이루어져 있는데, 이를 어떻게 해서 저장 장치로 쓰는가 하는 의문이 드실 것입니다. 저 역시 궁금해 하던 차에, 과학동아 2018년 4월호를 보니, DNA합성 연구로 유명한 조지 처치 미국 하버드대 교수팀은 아래의 그림과 같은 방식을 사용하였다고 합니다.



위 그림처럼 각각의 DNA를 구성하고 있는 염기마다 2자리수의 정보로 만들어서 기존의 기억장치가 0과1 2개의 비트로 정보를 저장한다면, 이 DNA메모리는 4비트로 정보를 저장할 수 있다고 합니다. 실제로 2013년 연구에서는 65만 바이트에 해당하는 정보를 DNA에 담았다가 100% 복원하는데 성공했다고 합니다.




다만 이 DNA메모리도 단점이 없는 것은 아니어서, 제일 큰 단점으로는 이 합성 DNA를 만들기 위한 '비용'이 문제라고 합니다. 현재 2018년 4월호 기사의 내용에 의하면 DNA 생성속도는 초당 400바이트로, 200MB에 해당하는 DNA를 합성하기 위해서는 약 80만 달러-한화로는 9억원의 돈이 들어 간다고 합니다.


거기다가 이를 안정적으로 복사하기 위한 방법이, 대다수의 생명과학 연구실이 그러하듯 '대장균(E.Coli)'를 사용했는데, 정확성이 높은 유전자 가위 기술인 'Crispr-CAS9(크리스퍼-캐스9)'을 써섯 어떻게 대장균에 집어 넣는 것에는 성공했지만, 이렇게 저장된 정보는 90%의 정확도로 복원이 되었다고 합니다.




하지만 이 90%가 넘는 정확도는 결국 10%미만이기는 하지만 정보의 소실이 있다는 이야기가 됩니다. 이런 점에서 이 DNA가 메모리로써 사용되기 위해서는 아직 넘어야 하는 산이 많다는 생각이 듭니다. 그리고 과거 2010년도 더 이전에 유전공학과 학부에 있던 시기에 DNA가 반도체가 된다고 했는데, 그게 이 메모리인지, 아니면 다른 것인지는 모르겠다는 생각이 듭니다.

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