جایگزینی DNA با دیسک سخت

به گزارش واحد فناوری اطلاعات سایبربان؛ ظرفیت دیسک‌های سخت و حافظه‌های دیجیتالی امروزی،  در مقایسه با ظرفیت DNA بسیار محدود است درحالی‌که حجم محتوای تولیدی روزانه رو به افزایش است؛ اما همه‌ی انسان‌ها به‌ نوعی از حافظه‌ی ذخیره‌سازی‌ دست یافته‌اند که خودشان آن را نساخته‌اند؛ این حافظه‌ها همان DNA هستند.
گروهی از دانشمندان در حال تحقیق هستند که آیا می‌توان اطلاعات را بر روی سلول‌ها و DNA گیاهان و جانوران ذخیره و سال‌ها بدون آسیب دیدن اطلاعات از آن‌ها استفاده کنند. در این زمینه بیش از 250 نشست مختلف در آمریکا برگزار شده است. در این نشست‌ها رابرت گراس (Robert Grass)، از موسسه‌ی فناوری زوریخ (ETH)، سخنرانی‌های زیادی کرده است. گروه گراس توانسته‌اند به کمک یکی از نظریات ارشمیدس که در قرن 10 ارائه شد، یک متن 83 کیلوبایتی DNA که مربوط به منشور فدرال سوئیس در سال 1291 میلادی بود را رمزگشایی کند.
مانند رایانه، اما بهتر
گراس گفت: «مدتی بعد از رمزگشایی DNA و قرار گرفتن این فناوری در اختیار همگان، مردم متوجه خواهند شد که برنامه‌نویسی برای آن بسیار شبیه به زبان باینری بر روی رایانه است.»
بر روی دیسک‌های سخت برای ذخیره‌سازی اطلاعات از 0 و 1 استفاده می‌شود و مبنای آن دو است؛ اما DNA از 4 کد (A،T،C،G که از کروموزوم‌های سازنده در DNA هستند) استفاده می‌کند و مبنای آن 4 است. ساختار DNA مانند نردبانی است که به دور خود پیچیده شده است. هم در رایانه‌ها و هم در DNA ها می‌توان اطلاعات پیچیده را ذخیره کرد.
امروزه دیسک‌های سخت -که در اندازه‌ی کتاب هستند- می‌توانند 5 ترابایت اطلاعات را در خود ذخیره کنند و این در حالی است که تولید دیسک‌های سخت به بیش از 50 سال قبل بازمی‌گردد؛ اما یک کتاب دائره‌المعارف کامل را می‌توان به‌راحتی در DNA  ذخیره کرد.
گراس ادامه داده است: «یک بخش بسیار کوچک از DNA از لحاظ نظری می‌تواند بیش از 300 هزار ترابایت اطلاعات را در خود ذخیره کند و این اطلاعات تا هزاران سال بر روی DNA باقی‌مانده و نسل‌های آینده می‌توانند به‌راحتی از آن‌ها استفاده کنند. اطلاعاتِ DNA هایی که در سلول‌ها منجمد شده‌اند تا هزاران سال می‌توانند باقی بمانند و به ما منتقل شوند پس چرا ما نتوانیم این کار را به‌صورت بهتری انجام دهیم؟»
با توجه به سخنرانی گراس، گروه او بر روی DNA هایی تمرکز کرده‌اند که در برابر گرما مقاومت بالایی دارند. آن‌ها برای آزمایش، DNA ها را به مدت یک هفته در دمای 160 درجه‌ی سانتی‌گراد (معادل دمای 50 درجه به مدت 2000 سال) گرما دادند اما پس از آن دیدند که DNA ها همچنان سالم مانده و اطلاعات آن‌ها قابل‌خواندن بود. با توجه به این آزمایش اگر یکی از کپسول‌های حاوی DNA در یک سردخانه نگه‌داری شود اطلاعات ذخیره‌شده بر روی آن ممکن است تا هزاران یا حتی میلیون‌ها سال سالم بمانند!
اما هنوز مشکلات بزرگی بر سر راه این فناوری وجود دارد. یکی از این مشکلات زمانی پیش می‌آید که شما یک فایل یا بخشی از اطلاعات خود را در این حجم عظیم اطلاعات از دست بدهید و بخواهید آن را بازیابی کنید. امروزه برای بازگرداندن اطلاعات در حد مگابایت از درون یک دیسک سخت چند ترابایتی -به‌طوری‌که قابل‌استفاده باشد- هزاران دلار هزینه می‌شود. حالا تصور کنید اگر این اطلاعات در DNA از بین بروند چه هزینه‌ای خواهد داشت!
 گروه گراس امیدوارند بتوانند راه‌حلی برای این مشکل بیایند. قدم اول برای این کار تولید یک آرشیو قابل جستجو است. آن‌ها در حال ساخت روشی برای علامت‌گذاری بیت‌ها بر روی DNA هستند. به کمک این روش، هزینه‌های ذخیره‌سازی و جستجوی اطلاعات به‌صورت ژنتیکی به‌شدت کاهش خواهد یافت.