الوجبات الجاهزة الرئيسية
- وجد الباحثون طريقة لتوسيع قدرة الحمض النووي على الاحتفاظ بالمعلومات.
- إنه جزء من محاولة استخدام الحمض النووي لتخزين بيانات الكمبيوتر.
-
البيانات الموجودة في تخزين الحمض النووي يمكن استرجاعها بعد آلاف السنين.
قد تتمكن يومًا ما من استبدال محرك الأقراص الثابتة بجهاز تخزين مصنوع من الحمض النووي ، وقد تكون طريقة طويلة الأمد لتخزين المعلومات.
ابتكر الباحثون مؤخرًا طريقة لتوسيع تخزين بيانات الحمض النووي من خلال توسيع أبجدية الحمض النووي بشكل مصطنع. إنه جزء من جهد واسع لاستخدام الحمض النووي في الاحتفاظ بمعلومات الكمبيوتر.
"الحمض النووي أكثر كثافة بمليون مرة من جهاز التخزين الرقمي السائد الأكثر كثافة" ، هذا ما قاله لويس سيز ، أستاذ علوم الكمبيوتر والهندسة الذي يدرس تخزين الحمض النووي في جامعة واشنطن ، لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.
تخزين طويل الأمد
يحتوي الحمض النووي على أربعة مواد كيميائية - الأدينين ، والجوانين ، والسيتوزين ، والثايمين - غالبًا ما يشار إليها بالأحرف الأولى A و G و C و T. وهي تشكل اللولب المزدوج الشهير في مجموعات يمكن للعلماء فك تشفيرها أو تسلسلها. قام الباحثون بتوسيع القدرة الواسعة بالفعل للحمض النووي لتخزين المعلومات عن طريق إضافة سبع قواعد نووية اصطناعية إلى التشكيلة الحالية المكونة من أربعة أحرف.
قالت كسرة طباطبائي ، الباحثة في معهد بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة والمؤلفة المشاركة في هذه الدراسة ، في بيان صحفي"تخيل الأبجدية الإنجليزية". "إذا كان لديك أربعة أحرف فقط لاستخدامها ، يمكنك فقط إنشاء العديد من الكلمات. إذا كان لديك الأبجدية الكاملة ، يمكنك إنتاج مجموعات غير محدودة من الكلمات.هذا هو نفسه مع الحمض النووي. بدلاً من تحويل الأصفار والآحاد إلى A و G و C و T ، يمكننا تحويل الأصفار والآحاد إلى A و G و C و T والأحرف السبعة الجديدة في أبجدية التخزين."
كان فريق البحث أول من استخدم النيوكليوتيدات المعدلة كيميائيًا لتخزين المعلومات في الحمض النووي ، لكن كان عليهم إيجاد طريقة جديدة لتفسيرها. لقد جمعوا بين التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي (AI) لتطوير طريقة معالجة قراءة تسلسل الحمض النووي للكشف عن المواد الكيميائية المعدلة من المواد الطبيعية.
"لقد جربنا 77 توليفة مختلفة من 11 نيوكليوتيدًا ، وتمكنت طريقتنا من تمييز كل منها بشكل مثالي" ، تشاو بان ، طالب دراسات عليا في جامعة إلينوي أوربانا شامبين ومؤلف مشارك في هذا دراسة قال في البيان الصحفي. "يعد إطار التعلم العميق كجزء من طريقتنا في تحديد النيوكليوتيدات المختلفة عالميًا ، مما يتيح إمكانية تعميم نهجنا على العديد من التطبيقات الأخرى."
نقطة واحدة لصالح الحمض النووي كوسيط تخزين هي متانته. "فكر في آلاف السنين ، تذكر الحمض النووي القديم الذي تم العثور عليه ،" قال سيز.
الحمض النووي لن يصبح عفا عليه الزمن أبدا.
يمكن للعلماء تسلسل الخيوط المتحجرة للكشف عن التاريخ الجيني وتنفس الحياة في المناظر الطبيعية المفقودة منذ فترة طويلة.
"في الوقت الذي نواجه فيه تحديات مناخية غير مسبوقة ، لا يمكن المبالغة في تقدير أهمية تقنيات التخزين المستدام" ، قالت Olgica Milenkovic ، أستاذة الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات والمؤلفة المشاركة في الدراسة ، في اصدار جديد. "التقنيات الخضراء الجديدة لتسجيل الحمض النووي آخذة في الظهور والتي ستجعل التخزين الجزيئي أكثر أهمية في المستقبل."
تخزين كل ما لدينا
يمكن أن يكون الحمض النووي هو المكان المثالي للحفاظ على البيانات البشرية المزدهرة. يقدر تقرير حديث أنه في عام 2020 ، أنتج الأشخاص بيانات تعادل 400 مليار تيرابايت أو 40 "علب أحذية" لتخزين بيانات الحمض النووي.
تقترب ممارسة تخزين معلوماتك على الحمض النووي من الواقع. قال سيزي: "لتخزين البيانات الصغيرة القيمة ، الحمض النووي قابل للحياة اليوم ، فكر في 100 ميغا بايت".
شكلت 15 شركة ومؤسسة تقنية في العام الماضي تحالفًا لتعزيز تخزين بيانات الحمض النووي. وقالت مايكروسوفت إنها أظهرت نظامًا آليًا بالكامل قادرًا على تخزين واسترجاع البيانات من الحمض النووي. قامت الشركة أيضًا بتخزين 1 غيغابايت من البيانات في الحمض النووي واستعادتها.
لكن Ceze تتوقع أن تمر من خمس إلى 10 سنوات قبل أن يتمكن الحمض النووي من التنافس مع حلول النسخ الاحتياطي السائدة مثل محركات الأقراص الثابتة الضوئية. شهدت السنوات الثلاث الماضية انفجارًا في الاهتمام بالتكنولوجيا ،
"الحمض النووي لن يصبح عفا عليه الزمن" ، قال سيز. "هناك" فجوة هوائية "طبيعية ، وهو أمر مرغوب فيه للأمان. [لكن] هذه خصائص مرغوبة جدًا للتخزين طويل الأجل.
