دانشمندان می‌گویند در تلاش‌ها برای ذخیره اطلاعات در مولکول‌ DNA که نسبت به سایر گزینه‌ها پردوام‌تر است و ظرفیت بیشتری هم دارد، پیشرفت بزرگی کرده‌اند.

DNA

به گزارش همشهری آنلاین به نقل از بی‌بی‌سی هارد دیسک‌های مغناطیسی که ما در حال حاضر برای ذخیره داده‌های کامپیوتری استفاده می‌کنیم، مقدار زیادی جا می‌گیرند. از طرف دیگر این هارد دیسک‌ها باید در طول زمان جایگزین شوند.

اما دانشمندان می‌گویند با استفاده از DNA یعنی همان مولکولی که اطلاعات ژنتیکی بدن ما ذخیره می‌کند، می‌توان میزان گسترده‌ای از اطلاعات را برای هزاران سال بایگانی کرد.

اکنون گروهی از دانشمندان در آتلانتای آمریکا تراشه‌ای ساخته‌اند که می‌گویند می‌تواند اشکال موجود ذخیره اطلاعات در DNA را تا ۱۰۰ برابر بهبود بخشد.

نیکولاس گیس، پژوهشگر ارشد در موسسه پژوهشی جورجیا تک  و یکی از اعضای این گروه گفت: «تراکم ساختارها روی این تراشه جدید تقریبا ۱۰۰ برابر بیشتر از وسائل تجاری فعلی ذخیره داده‌ها در DNA است. بنابراین هنگامی که همه کنترل‌های الکترونیکی به این تراشه اضافه شود - که در طول سال آینده انجام خواهد شد- انتظار داریم که تا ۱۰۰ برابر بهبود در فناوری فعلی ذخیره اطلاعات در DNA رخ دهد.»

این فناوری با رشد دادن رشته‌های منحصربه‌فرد DNA از طریق در کنار هم قرار دادن واحدهای ساختمانی آن عمل می‌کند. این واحدها ساختمانی بازهای شیمیایی هستند که چهار نوع گوناگون آنها در ساختمان DNA به کار رفته است: آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین.

از این بازها می‌توان به همان طریق استفاده از صفرها و یک‌ها (کد دودویی) که داده‌ها در کامپیوترهای سنتی را ذخیره می‌کنند، برای رمزبندی اطلاعات استفاده کرد.

راه‌های بالقوه متفاوتی برای ذخیره این اطلاعات در DNA وجود دارد- برای مثال صفر در کد دودویی می‌توان با بازهای آدنین یا سیتوزین و یک با گوانین یا تیمین نمایندگی شود. همچنین یک یا صفر را می‌توان فقط با دو تا از این چهار باز همراه کرد.

دانشمندان گفته‌اند یک فیلم سینمایی اگر به این صورت در DNA فرمت شود، می‌توان آن را درون حجمی کمتر از یک حبه قند جا داد.

امکان ذخیره مطمئن میزان زیادی از اطلاعات در حجمی کوچک با این شیوه باعث جلب توجه‌ها به DNA به عنوان مدیوم آینده برای بایگانی کردن داده‌هایی شده است که لازم است برای مدتی زمان نامحدود نگهداری شوند.

ساختارهایی که روی تراشه‌های برای رشد دادن DNA استفاده می‌شوند، «میکروول» (MIcrowell) نام دارند و عمق آنها چند صد نانومتر بیشتر نیست- یعنی کمتر از ضخامت یک برگ کاغذ.

مدل مقدماتی فعلی این ریزتراشه سطحی ۲.۵ سانتی‌متر مربعی دارد و شامل چندین «میکروول» می‌شود که می‌توان چند زنجیره DNA را به صورت موازی در آنها ساخت. به این ترتیب امکان رشد دادن مقادیر بیشتری DNA در مدت کوتاه‌تری از زمان فراهم می‌شود.

از آنجایی که این تراشه یک مدل مقدماتی است، هنوز همه این «میکروول‌ها» به هم متصل نشده‌اند. بنابراین هنوز مقدار کل داده‌های DNA ذخیره‌شده در این تراشه معین کمتر از تراشه‌های تجاری فعلی است.

اما دگتر گیس می‌گوید وقتی این تراشه کامل شود، شرایط تغییر خواهد کرد. رکورد فعلی ذخیره داده‌های دیجیتال DNA حدود ۲۰۰ مگابایت با یک بار روند ساخته شدن است که حدود ۲۴ ساعت طول می‌کشد. اما فناوری جدید می‌تواند در مدت زمان مشابه ۱۰۰ برابر بیشتر داده‌های DNA ایجاد کند.

 هزینه بالای ذخیره داده‌ها در DNA باعث محدودیت استفاده از این فناوری شده است، اما گروه پژوهشگران ویرجینیا تک اعتقاد دارند که می‌توانند با این شیوه جدید قیمت‌ها را هم پایین بیاورند. این پژوهشگران با دو شرکت زیست‌فناوری در کالیفرنیا همراه شده‌اند تا نمایشی از اشکال قابل‌تجاری‌سازی از این فناوری را ایجاد کنند.

ذخیره داده‌ها در DNA در ابتدا جایگزین اتاق‌های سرور برای اطلاعات که نیاز به دسترسی سریع و مکرر به آنها به وجود دارد، نخواهد شد. با توجه به زمانی که برای خواندن توالی‌های DNA لازم است، این شیوه برای اطلاعاتی سودمند است که باید برای مدت‌های طولانی نگهداری شوند،‌اما مراجعه به آنها به طور گاهگاهی انجام می‌شود.

این نوع داده‌ها در حال حاضر در نوارهای مغناطیسی نگهداری می‌شوند که هر ۱۰ سال یک بار باید جایگزین شوند.

اما به گفته دکتر گیس، در مورد DNA تا زمانی که «دما به اندازه کافی پایین نگه‌داشته شود، داده‌ها برای هزاران سال حفظ خواهند شد، بنابراین هزینه مالکیت آنها در طول زمان تقریبا به صفر می‌رسد.»

به گفته او، تنها هزینه‌های لازم وارد کردن اطلاعات به DNA در آغاز و خواندن آنها از روی آن در پایان است. اگر بتوان هزینه وارد کردن اولیه اطلاعات را در این شیوه با هزینه مشابه در وارد کردن مغناطیسی اطلاعات قابل‌رقابت کرد، هزینه ذخیره و نگهداری اطلاعات در طول سال‌های طولانی پایین‌تر خواهد آمد.

یک مشکل دیگر میزان بالای خطا در شیوه ذخیره‌سازی در DNA نسبت به ذخیره‌سای در دیسک سخت است. پژوهشگران ویرجینیا تک در همکاری با دانشگاه واشنگتن به شیوه‌ای برای شناسایی و تصحیح این خطا هم دست یافته‌اند.

کد خبر 640789

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.

دیدگاه خوانندگان

آخرین خبرهای بازار