بیوتکنولوژی پزشکیتوالی یابیمهندسی ژنتیک

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 215 پتابایت (یعنی 215 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 2012 پژوهشگران در دانشگاه هاروارد موفق به ذخیره‌سازی اطلاعات یک کتاب 52000 کلمه‌ای در هزاران ریزقطعه‌ی DNA شدند. روش آن‌ها تنها قادر به ذخیره‌سازی 1.28 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 1.8 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 1948 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 72000 رشته‌ DNA با طول 200 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 2 مگابایت داده، 7000 دلار و برای خواندن آن 2000 دلار هزینه لازم است.

همچنین این روش نسبت به نمونه‌های قبلی سرعت کمی دارد. بنابراین هنوز برای نیازهای فوری مناسب نیست.

ترجمه :کسری طباطبایی

لینک مقاله
لینک خبر

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن