ذخیره‌سازی بیشتر و ماندگاری زیاد قابلیت‌های دی ان ای را نشان می‌دهد
دیانای (DNA) حاوی اطلاعات موجودات زنده است و می‌تواند همه چیز را به صورت کدگذاری شده ذخیره کند. به همین دلیل، سرمایه‌گذاری شرکت‌هایی مانند مایکروسافت در تحقیقات به منظور یافتن راهی برای بکارگیری DNA جهت ذخیره سازی اطلاعات، منطقی به نظر می‌رسد. برخلاف اکثر دستگاه‌های ذخیره‌سازی دیتا، DNA در طول زمان قدرت خود را از دست نمی‌دهد و همچنین فضای بسیار اندکی را اشغال می‌کند. برای مثال، ۴ گرم DNA قادر است اطلاعات تولید شده‌ی تمامی انسان‌ها در طول یک سال را در خود جای دهد.
با پیشرفت روزانه بشر، مقدار تولیدی و مصرفی دیتاها نیز به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. روزهایی که فلاپی‌های ۱.۴۴ مگابایتی نیازهایمان را برآورده می‌کردند، دیگر گذشته است. این افزایش چشمگیر اطلاعات، نیاز به یک دستگاه ذخیره‌سازی اطلاعات با قدرت و ماندگاری بیشتر را بیش از پیش ضروری می‌کند. در یک مطالعه که نتایج آن در Journal Science منتشر شد، محققان Yaniv Erllich و Dina Zielinski احتمال اینکه دیانای بتواند اطلاعات را برایمان ذخیره‌سازی کند را ثابت کردند.
این دو محقق ۶ فایل مختلف را در ۷۲ هزار رشته DNA ذخیره سازی کردند که هر رشته ۲۰۰ واحد طول داشت. فایل‌ها شامل یک سیستم‌عامل کامل کامپیوتر، یک فیلم فرانسوی متعلق به سال ۱۸۹۵، کارت هدیه آمازون، یک ویروس کامپیوتری، لوح پایونیر، و یکی از مطالعات Claude Shannon نظریه‌پرداز اطلاعات می‌شد. Ellrich در مصاحبه با سایت ResearchGate گفت: ” ما تمامی ذره‌های فایل‌ها را درون نوکلئوتیدهای DNA جایگذاری کردیم، و پس از ترکیب نوکلئوتیدها، آنها را درون لوله‌های آزمایش نگهداری کردیم. همچنین برای دسته‌بندی اطلاعات از استراتژی جدیدی استفاده کردیم که آن را فواره دی ان ای (DNA Fountain) نام گذاری کردیم. در این استراتژی از مفاهیم ریاضی بدست آمده از نظریه کدنویسی اطلاعات استفاده شده است. این استراتژی به ما امکان ذخیره‌سازی بهینه اطلاعات را داد و حقیقتا چالش‌برانگیزترین بعد تحقیقات ما نیز ذخیره‌سازی بهینه اطلاعات بود.”
برای دستیابی به اطلاعات ذخیره شده، محققان از فناوری ترتیب‌دهی دی ان ای و از یک نرم‌افزار جهت بازگردانی اطلاعات ژنتیکی به حالت اولیه یعنی مدل صفر و یک استفاده کردند. Ellrich افزود: “برای دسترسی به اطلاعات، مولکول‌ها را ترتیب‌بندی کردیم. این یک قدم اساسی در دسترسی مجدد به اطلاعات محسوب می‌شود.” نکته شگفت‌انگیز اینکه فایل‌های بدست آمده از دیانای، بدون هرگونه خطایی قابل اجرا بودند.
قابلیت نگهداری اطلاعات تا یک قرن
ابزارهای نگهداری اطلاعات بشر در طول سالیان پیشرفت بی‌نظیری داشته‌اند. نگهداری اطلاعات از کاغذ به نوارهای مغناطیسی و حالا به میکروچیپ‌ها رسیده است. اما دی ان ای راه بهتری برای ذخیره سازی دیتا را به ما معرفی کرده است. طبق اظهارات Ellrich:
“DNA مزیت‌های متعددی دارد. اول از همه، دی ان ای از دیگر دستگاه‌ها کوچکتر است. در حقیقت، مطالعه ما نشان داد که امکان ذخیره‌سازی ۲۱۵ پتابایت دیتا در هر گرم از دی ان ای وجود دارد. دوم اینکه دیانای می‌تواند برای یک مدت بسیار طولانی دوام بیاورد، یعنی بیش از صد سال که در مقایسه با دستگاه‌های امروزی از دوام خیلی بیشتری برخوردار است. اگر سعی کنید به دیسک‌های موسیقی دهه نود گوش کنید، خواهید دید که دیگر کیفیت سابق را ندارند.”
Ellrich معتقد است که زمان برای حرکت به سمت تکنولوژی برتر فرا رسیده‌است. او در ادامه گفت:” ابزارهای ذخیره‌سازی سنتی بعد از مدت‌ها منسوخ می‌شوند. والدین من هنوز نوار کاست‌های ۸ میلی متری فدیمی را دارند که البته دیگر بی‌استفاده شده‌اند. دیانای میلیاردها سال قدمت دارد و بعید به نظر می‌رسد انسان توانایی خواندن این اطلاعات را از دست بدهد. اگر چنین اتفاقی بیافتد، مشکلاتی به مراتب بزرگتر از ذخیره‌سازی اطلاعات برایمان پیش می‌‌آید.”
از او درباره اینکه چه زمانی این تکنولوژی آماده بهره‌برداری خواهد بود، پرسیدیم و او در پاسخ گفت:” درخوشبینانه‌ترین حالت یک دهه طول خواهد کشید. فعلا در مراحل ابتدایی تحقیقات هستیم، البته به یاد داشته باشید که برای همگانی شدن نوارهای مغناطیسی، سالها تحقیق و توسعه انجام گرفت.
نوار کاست که امروزه تقریبا منسوخ شده مدلی از ذخیره سازی اطلاعات روی نوار مغناطیسی را عرضه می‌کرد. عرضه عمومی این تکنولوژی پس از سالها تحقیق رخ داد.
مطالعات مشابه فعالیت‌های این دو محقق، منجر به پدید آمدن فرصت‌های جدید جهت دستیابی به کامپیوترهای بیولوژیکی آینده خواهد شد. Ellrich می‌گوید: “این نوع تحقیقات امکان بکارگیری ابزارهای زیست‌شناسی مولکولی در دنیای کامپپیوترها را ممکن خواهند ساخت. این همان راه جدیدی است که همیشه از آن صحبت می‌شد.”
منبع: آی تی ایران
