DNA가 저장 매체가 된다?

안녕하세요?

여러분은 혹시 '무어의 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.