تمام اطلاعات جهان روی دی‌ان‌ای به اندازه یک قاشق چای‌خوری

ایده ذخیره‌سازی اطلاعات روی DNA تازگی ندارد و به چندین سال قبل برمی‌گردد. تا کنون نیز خبرهای زیادی درباره ذخیره یک کتاب کامل، چندین کتاب و یک کتابخانه دیجیتالی روی دی‌ان‌ای شنیدیم. اما جدیدترین تحقیق در این زمینه از سوی موسسه فناوری فدرال سویس (Swiss Federal Institute of Technology) نشان می‌دهد کل اطلاعات جهان را می‌توان روی یک هارد درایو دی‌ان‌ای به اندازه یک قاشق چای‌خوری کدگذاری کرد. دانشمندان این موسسه ادعا می‌کنند به طور بالقوه، یک گرم از دی‌ان‌ای می‌تواند 455 اگزابایت اطلاعات را ذخیره کند. برای اینکه درک درستی از این حجم اطلاعات داشته باشید باید بگوییم یک میلیارد گیگابایت اطلاعات برابر یک اگزابایت است و هزار اگزابایت برابر یک زتابایت است. شرکت EMC که در حوزه محاسبات ابری و شبکه‌های گسترده فعالیت می‌کند، طی گزارشی در سال 2011 اعلام کرده بود کل اطلاعات تولید شده در جهان تا کنون برابر 1.8 زتابایت است. پس با یافته جدید دانشمندان، ما فقط به چهار گرم دی‌ان‌ای برای ذخیره‌سازی این اطلاعات نیاز داریم. چهار گرم دی‌ان‌ای به اندازه یک قاشق چای‌خوری است. وقتی می‌گوییم کل اطلاعات جهان تا سال 2011 یعنی از کل کتاب‌های افلاطون بگیرید و جلو بیایید تا به آثار شکسپیر برسید و بعد همه‌ی عکس‌هایی که روی سرویسی مانند اینستاگرام و فیس‌بوک وجود دارد. البته، مطمئناً در چند سال گذشته حجم زیادی از اطلاعات تولید شده که اتفاقاً رشد نمایی دارد و کل اطلاعات جهان تا کنون بیشتر از 1.8 زتابایت است و شاید به چند ده گرم دی‌ان‌ای نیاز داریم.

برای اینکه بتوان اطلاعات را روی سلول‌های دی‌ان‌ای ذخیره کرد، باید آن‌ها به صورت دیجیتالی ( همان صفر و یک معروف زبان باینری) درآورد. همان‌طور که گفتیم، این پروسه تازگی ندارد و دانشمندان دانشگاه هاروارد در سال 2012 توانستند یک کتاب را روی یک دی‌ان‌ای کدگذاری کنند. تا کنون، کدگذاری اطلاعات روی دی‌ان‌ای آسان بوده ولی کدگشایی و بازیابی اطلاعات ذخیره شده روی دی‌ان‌ای چالش‌برانگیز است و اطلاعات بازیابی شده مخدوش و دارای شکاف بودند چون دی‌ان‌ای با محیط و دمای پایین اتاق واکنش نشان می‌دهد و تغییر می‌کند. اما رابرت گراس، لیدر تیم تحقیقاتی SFIT می‌گوید روشی جدید برای حفظ اطلاعات روی دی‌ان‌ای پیدا کردند. آن‌ها با دی‌ان‌ای رفتاری مشابه یک فسیل می‌کنند. دی‌ان‌ای نمونه را بعد از کدگذاری اطلاعات، درون یک پوسته و روکش ساخته شده از جنس سیلیکا قرار دادند(همانند یک استخوان فسیل شده) و در دمای 140 درجه فارنهایت برای چندین هفته نگه‌داری کردند. این روکش از دی‌ان‌ای محافظت می‌کند و اجازه واکنش با محیط و تغییر ساختار یافتن را نمی‌دهد. سیلیکا یکی از مواد اصلی تشکیل‌دهنده شیشه است. آن‌ها بعد از چند هفته که به سراغ این دی‌ان‌ای رفتند، توانستند اطلاعات کدگذاری شده را بخوانند. گراس می‌گوید اگر دی‌ان‌ای در دمای زیر صفر نگه‌داری شود، برای میلیون‌ها سال می‌تواند اطلاعات کدگذاری شده را در خود نگه‌داری و ذخیره کند. توجه داشته باشید که به گزارش موسسه آرشیو بین‌المللی امریکا، دیسک‌های سی‌دی و دی‌وی‌دی فقط 25 سال عمر مفید دارند.

بنابراین، ما با یک انقلاب در حوزه ذخیره‌سازی و نگه‌داری اطلاعات روبرو هستیم؛ فناوری که می‌تواند مسیر دنیا را تغییر دهد. تصور کنید صدها ترابایت اطلاعات خودتان را روی یک دی‌ان‌ای نگه‌داری و با خود حمل کنید و دیگر نیازی به حافظه‌های فلش یا هارددیسک‌های اکسترنال نداشته باشید. یا اینکه مانند فیلم‌های تخیلی هالیوودی، کل اطلاعات حیاتی و حساس خود را زیر پوست دست یا پای خودتان کدگذاری کنید تا از دسترس دیگران در امان باشند. موضوع فقط ذخیره‌سازی حجم زیادی از اطلاعات روی یک دی‌ان‌ای نیست؛ بلکه حفظ این اطلاعات برای انسان‌هایی است که میلیون‌ها سال بعد قرار است روی زمین زندگی کنند. در حالی که بشر از یک سو تلاش می‌کند هیچ اثری از خودش روی زمین باقی نگذارد و پس از مرگش همه‌چیز پاک شود، از سوی دیگر تمایل دارد پیغام‌هایی برای آیندگان خیلی دور بگذارد؛ همان‌طور که دوست داشت انسان‌های اولیه پیغام‌هایی برایش می‌گذاشتند تا از نحوه زندگی‌شان آگاه شود.

در حال حاضر، تجاری‌سازی این تحقیقات بسیار گران‌قیمت است. پروسه ذخیره‌سازی 83 کیلوبایت اطلاعات (شامل تبدیل نسخه خطی دست‌نویس به نسخه دیجیتالی و بعد کدگذاری روی یک دی‌ان‌ای) هزینه‌ای برای هزار یورو یا 1500 دلار دارد. پس، ذخیره‌ کردن چیزی مانند ویکی‌پدیا روی دی‌ان‌ای بسیار گران قیمت و هزینه‌بر خواهد بود و در این زمان به صرفه نیست اما می‌توانیم امیدوار باشیم فناوری توسعه یابد و تحقیقات جدید راه‌حل‌هایی برای کاهش قیمت ارائه دهند تا به زودی شاهد فروشگاهی از محصول دی‌ان‌ای تا قرن بیستم باشیم.

منبع