این کاست دی ان ای میتونه تا ۳۶ پتابایت داده رو در خودش ذخیره کنه

تا حالا فکر کردید حجم ۳۶ پتابایت داده یعنی چقدر؟ برای اینکه درکش کنید، تصور کنید ۳۶,۰۰۰ هارد دیسک یک ترابایتی رو روی هم بچینید! این حجم از داده می‌تونه کل محتوای یک دیتاسنتر غول‌پیکر رو تشکیل بده. حالا تصور کنید تمام این اطلاعات، در یک دستگاه به اندازه‌ی یک نوار کاست قدیمی که شاید تو انباری خونتون پیدا بشه، جا بگیره. این یک رویا یا داستان علمی-تخیلی نیست؛ این دقیقا کاریه که دانشمندان با فناوری شگفت‌انگیز "کاست DNA" انجام دادن.

با ترکیب قابلیت‌های ذخیره‌سازی اطلاعات DNA و طراحی الهام‌گرفته از نوار کاست، محققان رسانه‌ای ساخته‌اند که می‌تواند ۳۶ پتابایت داده را در خود جای دهد.

به نظر می‌رسد نوارهای کاست قدیمی (رترو) در حال بازگشتی دوباره هستند، اما این بار با یک پیچش علمی و فناورانه مبتنی بر DNA. اگرچه پیش از این هم از DNA به عنوان یک رسانه‌ی ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده شده بود، اما اکنون محققان این فناوری را با ظاهر و راحتی استفاده‌ی یک نوار کاست دهه‌ی ۱۹۸۰ ترکیب کرده و چیزی را ساخته‌اند که آن را «کاست DNA» می‌نامند.

شینگیو جیانگ و همکارانش در دانشگاه علم و فناوری جنوبی در گوانگ‌دونگ چین، این کاست را با چاپ مولکول‌های DNA مصنوعی بر روی یک نوار پلاستیکی ساخته‌اند. او می‌گوید: «ما می‌توانیم توالی آن را طوری طراحی کنیم که ترتیب بازهای DNA (A, T, C, G) نمایانگر اطلاعات دیجیتال باشد، درست مثل صفر و یک‌ها در کامپیوتر.» این به آن معناست که این کاست می‌تواند هر نوع فایل دیجیتالی، اعم از متن، تصویر، صدا یا ویدیو را ذخیره کند.

یکی از مشکلات روش‌های قبلی ذخیره‌سازی DNA، دشواری در دسترسی به داده‌ها بود. برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی مجموعه‌ای از بارکدها را روی نوار قرار داد تا به بازیابی اطلاعات کمک کند. جیانگ این فرآیند را این‌طور توصیف می‌کند: «این کار شبیه پیدا کردن یک کتاب در کتابخانه است. ما ابتدا باید قفسه‌ی مربوط به کتاب را پیدا کنیم، و سپس خود کتاب را در آن قفسه بیابیم.»

این نوار همچنین با چیزی که محققان آن را «زره کریستالی» می‌نامند پوشانده شده است. این زره از ماده‌ای به نام زئولیتیک ایمیدازولات ساخته شده که از تجزیه شدن و شکستن پیوندهای DNA جلوگیری می‌کند. این ویژگی به این معناست که کاست می‌تواند داده‌ها را برای قرن‌ها بدون هیچ‌گونه افت کیفیتی ذخیره کند.

در حالی که یک نوار کاست سنتی در هر طرف خود می‌توانست حدود ۱۲ آهنگ را جای دهد، ۱۰۰ متر از این نوار کاست DNA جدید می‌تواند بیش از ۳ میلیارد قطعه موسیقی (با فرض حجم ۱۰ مگابایت برای هر آهنگ) را در خود ذخیره کند. ظرفیت کل ذخیره‌سازی داده‌ی این فناوری ۳۶ پتابایت است (هر پتابایت معادل ۱۰۰۰ ترابایت است)، که برابر با ظرفیت ۳۶,۰۰۰ هارد دیسک یک ترابایتی است!

با این حال، جیانکای لی، یکی دیگر از اعضای این تیم تحقیقاتی، توضیح می‌دهد که اگر یکی از این نوارهای جدید را داخل یک واکمن قدیمی (Walkman) قرار دهید، هیچ صدای معناداری تولید نخواهد کرد، زیرا کاست DNA از سیگنال‌های مغناطیسی نسل قبلی خود استفاده نمی‌کند.

لی می‌گوید: «نوار ما حامل مولکول‌های DNA است. به عبارت دیگر، این کار مثل این است که بخواهید یک عکس را در دستگاه گرامافون پخش کنید — فرمت‌ها با هم سازگار نیستند.»

مرجع مقاله:

Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.ady3406