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과학과 놀자

염기서열로 정보 기록…바이오메모리 시대 왔다

AI 기술이 발전하고 디지털 시대로 접어들며 전 세계 데이터양은 폭발적으로 증가하고 있다. 2000년대 초반부터 2021년까지 생산된 데이터 총량이 약 50ZB(제타바이트, 10의21승 바이트)인데, 2023년 한 해에만 120ZB의 데이터가 생성됐다. 이는 1TB(테라바이트) 크기의 외장 하드디스크가 1200억 개 필요한 양이다. 이렇게 기존 저장장치로는 감당하기 어려울 정도로 데이터 생산 속도가 가속화되자, 과학자들은 작고 빠르고, 안정적인 차세대 저장장치를 개발하고 있다. 그중에서도 생명체의 설계도인 DNA를 활용한 저장장치가 새롭게 주목받고 있다.현재 우리는 하드디스크드라이브(HDD), 솔리드스테이트드라이브(SSD)를 저장장치로 사용하며, GB(기가바이트)에서 TB 단위의 데이터를 저장한다. HDD는 자기 디스크가 회전하면서 물리적으로 데이터가 기록되고 읽히는 방식이다. SSD는 플래시 메모리라는 반도체에 데이터를 저장하는 장치다. 이들은 0과 1의 두 가지 숫자를 사용하는 이진법으로 데이터를 저장한다.이진법은 단순해 오류 발생 가능성이 적고, 효율적이라는 장점이 있지만 동시에 수많은 정보를 단 2개의 숫자로 표기해야 하므로 그만큼 저장 공간이 많이 필요하다. 또 HDD와 SSD의 수명은 10년 내외로 길지 않아 주기적으로 데이터를 옮겨야 하는 번거로움이 있다.이런 상황에서 DNA가 차세대 저장장치로 떠오르고 있다. 생체 분자인 DNA가 디지털 정보의 저장 매체로 활용된다는 점이 낯설게 느껴질 수도 있을 것이다. 하지만 DNA는 자연이 발명한 최고의 저장장치다. 생명체는 DNA를 이용해 정보를 저장하기 때문이다. 생명체의 정보는 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민(A, G, C, T)이라는 4개의 염기배열로 이뤄져 있다.DNA