ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA؛ همه‌ی اطلاعات دنیا در یک اتاق
انسان امروزه بیش از هر زمانی با مشکل حافظه روبروست؛ اطلاعاتی که در دو سال گذشته ساخته شده بیشتر از کل اطلاعاتی است که در تاریخ به وجود آمده! این جریان عظیم اطلاعات به زودی از حد ظرفیت همه‌ی سخت‌افزارهای ذخیره‌کننده فراتر می‌رود. حالا دانشمندان راه جدیدی برای ذخیره‌ی اطلاعات دیجیتال در مولکول DNA پیدا کرده‌اند. این سیستم قادر است ۲۱۵ پتابایت (یعنی ۲۱۵ میلیون گیگابایت) اطلاعات را در تنها یک گرم DNA ذخیره کند.
مولکول DNA مزایای منحصر به فردی برای ذخیره‌سازی اطلاعات دیجیتال دارد؛ فوق العاده فشرده است و پایداری بالایی دارد، به طوری که در شرایط خنک و خشک، می‌تواند صدها هزار سال نگهداری شود، برخلاف نوار کاست و سی‌دی که عمر کمی دارند.
در سال ۲۰۱۲ پژوهشگران در دانشگاه هاروارد موفق به ذخیره‌سازی اطلاعات یک کتاب ۵۲۰۰۰ کلمه‌ای در هزاران ریزقطعه‌ی DNA شدند. روش آن‌ها تنها قادر به ذخیره‌سازی ۱.۲۸ پتابایت اطلاعات در هر گرم DNA بود. از آن زمان رویکردهای دیگری هم امتحان شده ولی هیچ‌کدام قادر به ذخیره‌سازی بیش از نصف آنچه محققان فکر می‌کنند ظرفیت DNA است نبوده‌اند. در واقع، دانشمندان می‌گویند هر نوکلئوتید می‌تواند ۱.۸ بیت داده در خود ذخیره کند.
حالا محققان در مرکز تحقیقات ژنوم نیویورک روشی جدید به کار گرفته‌اند. آن‌ها ابتدا شش فایل از جمله سیستم عامل یک کامپیوتر، یک ویروس کامپیوتری، فیلم کوتاه «ورود قطار به ایستگاه لا سیوته» (از اولین فیلم‌های تاریخ سینما، ساخته‌ی برادران لومیر) و یک مطالعه‌ی انجام شده در سال ۱۹۴۸ توسط کلود شانون را انتخاب کردند. این فایل‌ها به رشته‌های دوتایی (صفر و یک) تبدیل و در قالب یک فایل کلی در آمدند. سپس محققان با الگوریتم «DNA fountain» که خودشان طراحی کرده بودند این رشته‌ها را بسته‌بندی کردند و به هر کدام نشانه‌هایی اضافه شد که بعداً برای سرهم بندی قطعات به کار آید. به این ترتیب ۷۲۰۰۰ رشته DNA با طول ۲۰۰ باز طراحی شد.
پس از ساخته شدن رشته DNAهای طراحی شده، کار توالی‌یابی صورت گرفت و با کمک کامپیوتر کد ژنتیکی به کد دوتایی تبدیل و با کمک نشانه‌های اضافه شده، شش فایل اولیه بازیابی شد، آن هم بدون هیچ خطایی.
البته این روش هنوز در مقیاس بزرگ کاربردی نیست، چرا که برای ساخت DNAی ۲ مگابایت داده، ۷۰۰۰ دلار و برای خواندن آن ۲۰۰۰ دلار هزینه لازم است.
همچنین این روش نسبت به نمونه‌های قبلی سرعت کمی دارد. بنابراین هنوز برای نیازهای فوری مناسب نیست.
ترجمه :کسری طباطبایی
