OligoArchive-DSM: Columnar Design for Error-Tolerant Database Archival using Synthetic DNA - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2022

OligoArchive-DSM: Columnar Design for Error-Tolerant Database Archival using Synthetic DNA

OligoArchive-DSM : conception columnaire de séquences d'ADN synthétique pour l'archivage en ADN synthétique de données digitales tolérantes au bruit

Résumé

ABSTRACT The surge in demand for cost-effective, durable long-term archival media, coupled with density limitations of contemporary magnetic media, has resulted in synthetic DNA emerging as a promising new alternative. Today, the limiting factor for DNA-based data archival is the cost of writing (synthesis) and reading (sequencing) DNA. Newer techniques that reduce the cost often do so at the expense of reliability, as they introduce complex, technology-specific error patterns. In order to deal with such errors, it is important to design efficient pipelines that can carefully use redundancy to mask errors without amplifying overall cost. In this paper, we present OligoArchive-DSM (OA-DSM), an end-to-end DNA archival pipeline that can provide error-tolerant data storage at low read/write costs. Central to OA-DSM is a database-inspired columnar encoding technique that makes it possible to improve efficiency by enabling integrated decoding and consensus calling during data restoration.
Il existe une demande croissante pour un archivage à très long terme et à un coût acceptable de données digitales, du fait des limites physiques atteintes par les supports magnétiques qui étaient jusqu'alors la référence. L'ADN synthétique apparaît dans ce contexte comme une nouvelle alternative prometteuse. Le facteur limitant actuellement l'archivage des données sur de l'ADN se situe dans le coût de son écriture (synthèse) et de sa lecture (séquençage). L'utilisation de nouvelles approches peut réduire ces coûts, mais peut alors affecter la fiabilité des process, en introduisant des erreurs difficiles à identifier, et souvent propres à une technologie particulière. Afin de faire face à de telles erreurs, il est important de concevoir des pipelines efficaces exploitant une forme de redondance pour masquer les erreurs sans affecter le coût global. Dans cet article, nous présentons OligoArchive-DSM (OA-DSM), un pipeline complet d'archivage de données sur ADN, qui fournit un stockage de données tolérant aux erreurs pour un faible coût de lecture/écriture. OA-DSM s'inspire d'une technique de codage en colonnes inspirée des bases de données qui permet d'améliorer l'efficacité en permettant un décodage intégré et un appel au consensus pendant la restauration des données.

Dates et versions

hal-03842203 , version 1 (07-11-2022)

Identifiants

Citer

Eugenio Marinelli, Yiqing Yan, Virginie Magnone, Marie-Charlotte Dumargne, Pascal Barbry, et al.. OligoArchive-DSM: Columnar Design for Error-Tolerant Database Archival using Synthetic DNA. 2022. ⟨hal-03842203⟩
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