یک مطالعه‌ی جدید نشان داده است که DNA مصنوعی اکنون می‌تواند داده‌ها را ذخیره کند و یک جایگزین قدرتمند و پرظرفیت برای ذخیره‌ی اطلاعات دیجیتال باشد. در ادامه با میلی‌لب همراه باشید.
هر روز تریلیون‌ها مگابایت داده تولید و منتشر می‌شود. این میزان تقریباً معادل تولید روزانه‌ی دو میلیون سال موسیقی MP3 است. به ناچار، تمام این داده‌ها باید در جایی ذخیره شوند. ابزارهای فعلی ذخیره‌سازی اطلاعات مانند هارد دیسکها و لوح‌های فشرده، فضای محدودی برای نگه‌داری داده‌ها دارند. بدون تردید با افزایش روزانه‌ی سرعت تولید اطلاعات، به روش‌های ذخیره‌سازی با ظرفیت و چگالی بالاتر نیاز خواهیم داشت.
یکی از گزینه‌ها استفاده از DNA است که نسبت به هارد دیسکها بیش از ۱۰۰۰ برابر ظرفیت ذخیره‌ی داده‌ی بیشتری دارد. DNAها همچنین بسیار مقاوم و قابل اطمینان هستند و می‌توانند بسیار طولانی‌تر از عمر یک هارد دیسک معمولی به کار خود ادامه دهند. رشته‌ای از DNA شبیه به یک زنجیره‌ی بلند است که در آن هر حلقه یک نوکلئوتید نام دارد. از توالی مشخصی از نوکلئوتیدها می‌توان برای رمزگذاری بیت‌های اطلاعات استفاده کرد. هر بیت یکی از مقدارهای ۱ یا ۰ دارد. در حال حاضر، پژوهشگران سعی می‌کنند تا از DNA مصنوعی برای ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده کنند.
با چهار نوکلئوتید طبیعی، یعنی G، C، T، A می‌توانید در هر نوکلئوتید دو بیت ذخیره کنید. مثلا (0 0) به‌جای A، زوج (1 0) به‌جای T، زوج (0 1) به‌جای G و (1 1) هم به‌جای نوکلئوتید C خواهد بود. بنابراین یک رشته دی‌ان‌ای به صورت “AGCTA” به رشته داده‌ی باینری “0 0 1 0 1 1 0 1 0 0” ترجمه می‌شود.
در این نوع تفسیر داده‌ها اگر از هشت نوع نوکلئوتید استفاده شود، 50 درصد اطلاعات بیشتر – سه بیت – را می‌توان در هر نوکلئوتید ذخیره کرد. در واقع همان مقدار داده‌ی قبلی در یک رشته DNA مصنوعی کوتاهتر ذخیره می‌شود. اکنون پژوهشگران هفت نوکلئوتید در DNA مصنوعی را در کنار چهار نوکلئوتید طبیعی استفاده کرده‌اند که الفبای ژنتیکی را از چهار به یازده حرف دی‌ان‌ای ارتقا می‌دهد. این کار تقریباً ظرفیت داده‌های DNA را دو برابر می‌کند.
اما هنگامی که داده‌ها در DNA مصنوعی ذخیره می‌شوند، باید در دسترس و قابل بازیابی هم باشند. برای این کار می‌توان از تکنیکی به نام توالی‌دهی نانوحفره (nanopore sequencing) استفاده کرد. دی‌ان‌ای از میان یک سوراخ کوچک عبور داده می‌شود همانند وقتی که مرواریدهای روی گردنبند از درون حفره‌ی یک ورقه‌ی لاستیکی کشیده شود. همانطور که هر مروارید هنگام عبور از ورقه صدایی تولید می‌کند، یک سیگنال خروجی ویژه از آن حرف ژنتیکی خاص تولید می‌شود. اگرچه پژوهشگران از توالی‌دهی نانوحفره معمولاً برای خواندن DNA طبیعی استفاده می‌کنند، برای حروف دی‌ان‌ای مصنوعی جدید هم می‌توان از این تکنیک استفاده کرد.
چالش فعلی ذخیره‌سازی داده‌ها در DNA مصنوعی، مدت زمان مورد نیاز برای نوشتن داده‌ها است. کنار هم قراردادن یک توالی دقیق از DNA ممکن است ساعت‌ها طول بکشد. بنابراین اگرچه این روش برخی از مشکلات ذخیره‌سازی اطلاعات ما را حل می‌کند، اما هنوز مسیر طولانی پیش‌روی محققان وجود دارد!
مرجع: thenakedscientists
بیشتر بخوانید
- منبع جدید برای فلزات زمینی نادر
- کاتالیزوری که ۱۰۰۰ بار بهتر دی‌اکسید کربن را به بنزین تبدیل می‌کند
- باکتری‌های مهندسی‌شده مواد شیمیایی با انتشار کربن منفی تولید می‌کنند
شما در Mililab می‌توانید وسیع‌ترین طیف اطلاعات و آگهی‌های فروش مواد شیمیایی داخلی و خارجی را از تولیدکنندگان و فروشندگان مختلف بیابید. همچنین، مجموعه‌ی کاملی از انواع دستگاه‌ها، تولیدکنندگان و فروشندگان تجهیزات آزمایشگاهی در این قسمت قابل دسترسی است.
