DNA به جای کارت‌حافظه؛ آیا هارددیسک کامپیوتر ما بیولوژیکی می‌شود؟

مهدی مومن زاده ۲۷ مرداد ۱۳۹۴ | ۱۰:۱۴ ۶ بهمن ۱۳۹۵ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۲ دقیقه

دانشمندان به تازگی روشی پیدا کرده‌اند که می‌توانند با آن، اطلاعات دیجیتالی را بر روی DNA ذخیره کنند. هر مولکول‌ DNA می‌تواند تا ۳۰۰ هزارترابایت را ذخیره کند و برای ۲۰۰۰ سال آن‌ را نگه دارد. دقیقا همان اطلاعاتی که بر روی هارددیسک و کارت حافظه ثبت می‌کنیم.

مولکول‌های DNA، کارت‌های حافظه‌ی بیولوژیکی موجودات زنده هستند و می‌توانند اطلاعات ژنتیکی را در حجم خیلی زیاد و به مدت طولانی ذخیره کنند. این مولکول‌ها آن‌قدر کوچک هستند که آن‌ها را فقط می‌توان با میکروسکوپ‌های خیلی قدرتمند مشاهده کرد. در عین کوچکی، DNA می‌تواند حجم اطلاعات خیلی زیادی را ذخیره کند. حالا دانشمندان راهی پیدا کرده‌اند که می‌توانند اطلاعات دیجیتالی، از همان نوعی که اکنون در کارت‌های حافظه،‌ DVD و هارددیسک نگه‌داری می‌کنیم را بر روی DNA ذخیره کنند. این دستاورد در کنفرانس سالانه‌ی‌ انجمن شیمی آمریکا اعلام شد.

ذخیره‌سازی اطلاعات بر روی DNA، چند مزیت بزرگ دارد. اول اینکه می‌توان اطلاعات خیلی زیاد را در ابعادی بسیار کوچک ذخیره کرد، دوم اینکه اطلاعاتی که روی DNA ذخیره می‌شوند می‌توانند تا ۲۰۰۰ سال دوام آورند، این درحالیست که وسایل ذخیره‌سازی اطلاعات امروزی، بیش از چند ده سال نمی‌توانند داده‌های ذخیره شده را نگه دارند و اطلاعات آن‌ها خراب می‌شود.

بشر در حال دیجیتالی کردن تاریخ زندگی خودش است. هارد‌دیسک‌ها وسایل مطمئنی برای ذخیره کردن اطلاعات ذی‌قیمت نیستند و آن‌طور که «وینت سرف» (Vint Cerf)، یکی از پیشگامان و پدران! اینترنت می‌گوید: «ما اطلاعاتمان را جایی ذخیره می‌کنیم که اصلا مطمئن نیست و ممکن است بدون اینکه متوجه باشیم، کم‌کم از دسترس ما خارج شوند.»

گروهی از مهندسان سوییسی، امیدوارند بتوانند روشی ابداع کنند که به صورت بهینه و کاربردی، اطلاعات زیاد را بر روی DNA ذخیره کنند. امروزه هارددیسک‌های معمولی که در بازار پیدا می‌شوند، می‌توانند به راحتی تا ۵ ترابایت اطلاعات را ذخیره کنند. ذخیره‌ی اطلاعات با کد‌های باینری «صفر و یک» انجام می‌شود. ولی اگر اطلاعات را در DNA ذخیره کنیم،‌ از آن‌جا که به جای سیستم ذخیره‌سازی دوتایی «صفر و یک»، از سیستم ذخیره‌سازی اطلاعات چهاررقمی استفاده می‌کنیم، (یعنی چهار نوکلئوتید A، C، G، T)، به صورت نظری می‌توان تا ۳۰۰ هزار ترابایت را در DNA ذخیره کرد!

DNA برای ذخیره‌ی اطلاعات از سیستم کدگذاری چهاررقمی A، C، G، T استفاده می‌کند و در نتیجه می‌تواند حجم خیلی بیشتری اطلاعات نسبت به سیستم کدگذاری دورقمی «صفر و یک» ذخیره کند

DNA برای ذخیره‌ی اطلاعات از سیستم کدگذاری چهاررقمی A، C، G، T استفاده می‌کند و در نتیجه می‌تواند حجم خیلی بیشتری اطلاعات نسبت به سیستم کدگذاری دورقمی «صفر و یک» ذخیره کند

پژوهشگران همچنین تلاش کردند بفهمند که آیا می‌توان به مدت بسیار طولانی،‌ اطلاعات را در DNA نگه داشت یا خیر. نکته این‌جاست که هارددیسک‌های امروزی، نمی‌توانند اطلاعات را بیش از چند دهه،‌ سالم نگه دارند. دانشمندان ۸۳ کیلوبایت اطلاعات متنی را در یک مولکول DNA کدگذاری کردند. آن‌ را در یک محافظ سیلیکایی قرار دادند و به مدت یک هفته در دمای ۷۱ درجه‌ی سانتی‌گراد نگه داشتند. این مدت زمان، معادل مدت زمان نگهداری DNA به اندازه‌ی ۲۰۰۰ سال در دمای ۱۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است. وقتی DNA را کدگشایی کردند، متوجه شدند که اطلاعات کاملا دست نخورده باقی مانده است.

به نظر می‌رسد که نه در آینده‌ای نزدیک، بلکه در آینده‌ای دورتر بتوانیم شاهد ذخیره‌سازی اطلاعات دیجیتالی بر روی مولکول‌های DNA باشیم. هارددیسک‌هایی که طبیعت طی میلیاردها سال تکامل بوجود آورده و در طول این مدت از هر نظر بهبود یافته‌اند. بدین‌ترتیب بیشترین مقدار اطلاعات را در کوچکترین حجم، به ایمن‌ترین شیوه و بیشترین طول زمان ممکن ذخیره کنند.

منبع: PopularScience

برچسب‌ها :
دیدگاه شما