موارد مهم
- محققان راهی برای گسترش توانایی DNA در نگهداری اطلاعات پیدا کرده اند.
- این بخشی از تلاش برای استفاده از DNA برای ذخیره داده های رایانه ای است.
-
داده های نگهداری شده در ذخیره سازی DNA به طور بالقوه پس از هزاران سال قابل بازیابی هستند.
ممکن است روزی بتوانید هارد دیسک خود را با یک دستگاه ذخیره سازی ساخته شده از DNA جایگزین کنید و این می تواند راهی طولانی مدت برای ذخیره اطلاعات باشد.
محققان اخیراً روشی را ابداع کرده اند تا ذخیره سازی داده های DNA را با گسترش مصنوعی الفبای DNA گسترش دهند. این بخشی از یک تلاش گسترده برای استفاده از DNA برای نگهداری اطلاعات کامپیوتری است.
"DNA 1 میلیون بار چگال تر از متراکم ترین دستگاه ذخیره سازی دیجیتالی رایج است." لوئیس سِز، استاد علوم کامپیوتر و مهندسی که در زمینه ذخیره سازی DNA در دانشگاه واشنگتن مطالعه می کند، در یک مصاحبه ایمیلی به Lifewire گفت..
ذخیره سازی طولانی مدت
DNAحاوی چهار ماده شیمیایی آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین است که اغلب با حروف اول A، G، C و T به آنها اشاره می شود. محققان ظرفیت گسترده DNA را برای ذخیره سازی اطلاعات با افزودن هفت هسته مصنوعی به ترکیب چهار حرفی موجود گسترش دادند.
کسری طباطبایی، محقق مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته بکمن و یکی از نویسندگان این تحقیق، در یک بیانیه خبری گفت: "الفبای انگلیسی را تصور کنید." "اگر فقط چهار حرف برای استفاده داشتید، فقط می توانستید کلمات زیادی بسازید. اگر الفبای کامل را داشتید، می توانستید ترکیب های بی حد و حصری از کلمات ایجاد کنید.در مورد DNA هم همینطور است. به جای تبدیل صفر و یک به A، G، C و T، می توانیم صفر و یک را به A، G، C، T و هفت حرف جدید در الفبای ذخیره سازی تبدیل کنیم."
تیم تحقیقاتی اولین کسی بود که از نوکلئوتیدهای اصلاح شده شیمیایی برای ذخیره اطلاعات در DNA استفاده کرد، اما آنها مجبور شدند راهی جدید برای تفسیر آن بیابند. آنها یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی (AI) را برای توسعه روش پردازش بازخوانی توالی DNA برای شناسایی مواد شیمیایی اصلاح شده از مواد طبیعی ترکیب کردند.
"ما 77 ترکیب مختلف از 11 نوکلئوتید را امتحان کردیم، و روش ما توانست هر یک از آنها را کاملاً متمایز کند." چائو پان، دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه ایلینوی اوربانا-شامپین و یکی از نویسندگان این مقاله مطالعه، در بیانیه خبری گفته شده است. "چارچوب یادگیری عمیق به عنوان بخشی از روش ما برای شناسایی نوکلئوتیدهای مختلف جهانی است، که قابلیت تعمیم رویکرد ما را به بسیاری از برنامه های کاربردی دیگر ممکن می کند."
یک نکته به نفع DNA به عنوان یک محیط ذخیره، دوام آن است. سیز گفت: "1000 سال فکر کنید - DNA باستانی پیدا شده را به خاطر بسپارید".
DNA هرگز منسوخ نمی شود.
دانشمندان می توانند رشته های فسیل شده را برای کشف تاریخچه های ژنتیکی و دمیدن زندگی در مناظر از دست رفته توالی تعیین کنند.
اولگیکا میلنکوویچ، استاد مهندسی برق و کامپیوتر و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «در زمانی که ما با چالش‌های آب و هوایی بی‌سابقه‌ای مواجه هستیم، اهمیت فناوری‌های ذخیره‌سازی پایدار را نمی‌توان دست‌کم گرفت. انتشار خبر «فناوری‌های سبز و جدید برای ثبت DNA در حال ظهور هستند که ذخیره‌سازی مولکولی را در آینده مهم‌تر می‌کند.»
ذخیره همه چیز ما
DNA می تواند مکان مناسبی برای حفظ داده های در حال رشد بشریت باشد. یک گزارش اخیر تخمین می‌زند که در سال 2020، مردم داده‌هایی معادل 400 میلیارد ترابایت یا 40 جعبه کفش ذخیره‌سازی داده‌های DNA تولید کردند.
روش ذخیره سازی اطلاعات شما در DNA به واقعیت نزدیک تر می شود. Ceze گفت: "امروزه برای ذخیره داده های با ارزش کوچک، DNA قابل دوام است - 100 مگابایت فکر کنید".
پانزده شرکت و موسسه فناوری در سال گذشته اتحادی را برای پیشبرد ذخیره سازی داده های DNA تشکیل دادند. مایکروسافت گفت که یک سیستم کاملاً خودکار را نشان داده است که قادر به ذخیره و بازیابی داده ها از DNA است. این شرکت همچنین 1 گیگابایت داده را در DNA ذخیره کرده و آن را بازیابی کرده است.
اما Ceze پیش بینی می کند که ۵ تا ۱۰ سال طول می کشد تا DNA بتواند با راه حل های اصلی پشتیبان مانند هارد دیسک های نوری رقابت کند. در سه سال گذشته شاهد افزایش علاقه به این فناوری بوده ایم،
سیز گفت:"DNA هرگز منسوخ نخواهد شد." "یک "شکاف هوا" طبیعی وجود دارد که برای امنیت مطلوب است. [اما] اینها خواص بسیار مطلوبی برای ذخیره سازی طولانی مدت هستند."
