محققان راهی سریع‌تر و ارزان‌تر برای ذخیره اطلاعات در DNA را پیدا کردند

ذخیره اطلاعات در DNA موضوع جدیدی در دنیای فناوری نیست و مدت‌هاست محققان مختلف در سراسر دنیا، مشغول کار روی این مسئله هستند. حالا تحقیقی تازه نشان می‌دهد که می‌توان این کار را با سرعتی بالاتر و هزینه‌ای کمتر از قبل انجام داد. بنا بر این گزارش، هر گرم از DNA پتانسیل ذخیره 215 پتابایت از اطلاعات را دارد که شگفت‌انگیز است!

رویکردهای قدیمی برای رمزگذاری داده‌ها در داخل DNA، همواره نیاز به تولید توالی از پایه داشتند؛ تکنیکی تحت عنوان «سنتر نوپدید» که علاوه بر هزینه و زحمت بالا، سرعتی بسیار پایین نیز داشته و گاهی می‌توانست با خطا نیز همراه باشد. اما حالا در مقاله جدیدی که در وب‌سایت Nature منتشر شده، تیمی از محققان دانشگاه پکینگ به همراه دانشمندان سه موسسه دیگر، راهی هوشمندانه‌تر را برای انجام این کار پیدا کرده‌اند و آن، استفاده از رشته‌های دی‌ان‌ای موجود در اثر متیلاسیون برای ذخیره کردن داده‌ها به جای تولید دوباره آنهاست. میتلاسیون در واقع یک فرآیند بیوشیمایی و بخشی از تغییرات اپی‌ژنتیک DNA است که در طول ارگانیسم زندگی جانوران اتفاق می‌افتد.

به نقل از TechSpot، محققان بیش از 700 نوع مختلف DNA متحرک از اسیدهای نوکلئیک را مورد بررسی قرار داده و توانستند کار ذخیره اطلاعات در DNA را به صورت اتوماتیک یا دستی، از طریق متیلاسیون بخش‌های مشخصی از رشته‌های دی‌ان‌ای انجام دهند.

در این آزمایش، تصاویر مختلفی مانند یک ببر چینی با حجم 16,883 بیت و عکس یک پاندا با حجم 252,504 بیت با سرعتی در حدود 350 بیت در هر واکنش، روی رشته‌های DNA ذخیره شد. چنین سرعتی اگرچه حتی در مقایسه با کندترین هاردهای مکانیکی نیز بسیار پایین است، ولی می‌توان آن را یک پیشرفت بسیار بزرگ در تکنیک سنتر نوپدید در نظر گرفت. از آنجایی که در این تکنیک از رشته‌های DNA موجود استفاده می‌شود، از لحاظ تئوری، هزینه آن در مقایسه با رویکردهای سنتر قدیمی‌تر نیز به شکل قابل توجهی کمتر است.

برای کامل‌تر شدن این تحقیق در مورد شیوه ذخیره کردن اطلاعات داخل DNA، یک اپلیکیشن مخصوص ذخیره داده ها در دی ان ای به نام iDNAdrive  نیز توسعه داده شده است که دسترسی به اطلاعات ذخیره‌شده بر روی DNA برای افراد غیر دانشمند را نیز ممکن می‌کند. حتی برای اطمینان از عملکرد این اپلیکیشن، 60 داوطلب بدون داشتن هر گونه آموزش یا تمرینی در حوزه بیوتکنولوژی، توانستند از طریق همین برنامه، حدود 5000 بیت از داده‌های متنی را روی رشته‌های DNA ذخیره کنند.

ذخیره اطلاعات در DNA چرا تا این اندازه مهم است؟

در کنار افزایش روز افزون نیاز به تولید دیسک‌های ذخیره اطلاعات و همچنین مصرف قابل توجه انرژی توسط دیتاسنترها، رقابت برای دستیابی به کامل‌ترین روش ذخیره کردن اطلاعات روی DNA می‌تواند برای کسب‌وکارهای بزرگ، از لحاظ اقتصادی بسیار به‌صرفه و مفید باشد.

حتی اوایل سال جاری میلادی، استارتاپی در این حوزه با طراحی یک سیستم جدید اعلام کرده بود که از لحاظ تئوری، ذخیره داده‌های کل جهان داخل یک جعبه کوچک، امکان‌پذیر است. اگر محققان بتوانند به این روش با هزینه‌ای مناسب دست پیدا کنند، نیاز به توسعه و استفاده از دیتاسنترهای بزرگ برای همیشه از بین خواهد رفت. انتظار می‌ورد این دستاورد جدید در کنار فناوری‌های مرتبط با هوش مصنوعی بیش از پیش نیز توسعه پیدا کند.

محققان اعلام کرده‌اند که دستگاه پیشرفته آنها با قابلیت ذخیره داده در دی ان ای، ظرف 3 سال آینده آماده خواهد شد.