پتانسیل بالای DNA برای ذخیره اطلاعات باعث شده تا به عنوان جایگزین احتمالی دستگاه‌های ذخیره‌سازی فعلی مورد توجه قرار گیرد. اکنون گروهی از محققان روشی را توسعه داده‌اند که می‌تواند فرایند نوشتن اطلاعات روی مولکول‌های DNA را تا ۱۰ برابر سریع‌تر کند.
محققان دانشگاه پکن و سه موسسه تحقیقاتی دیگر به روشی جدید برای ذخیره داده‌ها روی رشته‌های DNA دست یافته‌اند که از طریق ایجاد تغییرات در «epi-bits» یا اپی بیت‌ها با متیلاسیون DNA، سرعت نوشتن داده‌ها را افزایش می‌دهد. هرچند این روش فعلاً به اندازه کافی برای کاربردهای دنیای واقعی سریع نیست، اما مزایایی نسبت به روش‌های قدیمی دارد.
سرعت خواندن و نوشتن، بزرگترین چالش حافظه‌های مبتنی بر DNA
دی ان ای می‌تواند تا ۲۱۵ پتابایت داده در هر گرم ذخیره کند، اما فرایند نوشتن و خواندن داده‌ها روی DNA هنوز بسیار پرهزینه و کند است. روش‌های فعلی ذخیره‌سازی بیشتر بر پایه ساخت یا سنتز DNA از ابتدا استوارند، اما روش جدید از رشته‌های DNA موجود استفاده می‌کند که می‌تواند زمان و هزینه را کاهش دهد.
در روش جدید، محققان با الهام از فرآیند طبیعی متیلاسیون که در موجودات زنده بدون تغییر در ترکیب DNA فعالیت ژن‌ها را تغییر می‌دهد، ۷۰۰ نوع DNA متحرک تولید کرده‌اند که مانند حروف چاپی قابل جابه‌جایی عمل می‌کند. این روش به صورت دستی یا خودکار قابل اجراست و محققان توانسته‌اند با سرعت ۳۵۰ بیت در هر واکنش، تصاویری مانند ببر و پاندا را با دقت بالا بر روی DNA ثبت کنند.
روش نوشتن داده‌ها در این فرایند با استفاده از بارکد DNA انجام می‌شود که به طور دقیق مکان بخش‌های مختلف داده‌ها را مشخص کرده و امکان بازیابی سریع آن‌ها را فراهم می‌آورد. این فرایند حتی برای افراد بدون تخصص زیست‌شناسی قابل انجام است، به طوری که ۶۰ داوطلب توانستند با استفاده از iDNAdrive به صورت دستی ۵۰۰۰ بیت داده را ثبت کنند.
این روش ذخیره‌سازی جدید، ویژگی‌های پایداری طولانی‌مدت و چگالی بالای ذخیره‌سازی DNA را با قابلیت برنامه‌ریزی و مقیاس‌پذیری ترکیب می‌کند. با این حال، هنوز فاصله زیادی با کارایی ابزارهای ذخیره‌سازی متداول دارد. برای مقایسه، سرعت نوشتن تصویر ببر حدود ۴۰ بیت بر ثانیه است که در برابر سرعت نوشتن بیش از ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه هارد دیسک‌های معمولی نیز بسیار پایین‌تر است.
در همین رابطه بخوانید:
- اولین کارت حافظه دنیا بر اساس DNA؛ قیمت سرسام‌آور برای نگهداری داده‌ها تا 150 سال
- اولین پردازنده مبتنی بر DNA با قابلیت خواندن و نوشتن اطلاعات ساخته شد
- اولین هارددیسک مبتنی بر DNA تا چند سال دیگر به تولید می‌رسد
با وجود این محدودیت‌ها، روش اپی‌بیت به عنوان یک فناوری نویدبخش در ذخیره‌سازی DNA مورد توجه قرار گرفته است که می‌تواند ذخیره‌سازی DNA را یک قدم به تجاری‌سازی نزدیک‌تر کند. استارتاپ‌های فعال در این حوزه مانند Biomemory، به دنبال ابزارهای سریع‌تر برای ذخیره داده‌ها روی DNA هستند و پیش از این نیز با معرفی محصولات نوآورانه‌ای همچون کارت ذخیره‌سازی ۱ کیلوبایتی DNA با قیمت ۱۰۰۰ دلار، به سمت تجاری‌سازی این فناوری حرکت کرده‌اند.
نتایج حاصل از این تحقیق در مجله معتبر Nature به چاپ رسیده است.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت