مایکروسافت از DNA برای ذخیره‌ سازی اطلاعات استفاده می‌کند

هفته‌ی گذشته، مایکروسافت خبر از همکاری با شرکت تویست بیوساینس برای ساخت دستگاهی داد که به صورت بالقوه می‌تواند شیوه‌ی ذخیره‌سازی اطلاعات دیجیتال را دستخوش تغییر کند.

شرکت تویست بیوساینس (Twist Bioscience) اولیگونوکلئوتیدهایی از مولکول DNA با طول رشته‌ی ۱۰ میلیون را در اختیار غول نرم‌افزاری دنیای تکنولوژی قرار داده است تا مایکروسافت به وسیله‌ی آن بتواند پروژه‌ی «فناوری اطلاعات ماقبل تاریخ» خود را عملی کند.

هدف از پروژه‌ی فناوری اطلاعات ماقبل تاریخ (prehistoric information technology) ذخیره‌سازی ایمن اطلاعات مهم به مدت بسیار طولانی است.

درست مانند کامپیوترها، مولکول‌های DNA هم اطلاعات را در واحدهای گسسته رمزگذاری می‌کنند؛ با این تفاوت که DNA برای ذخیره‌ی اطلاعات به جای «صفر» و «یک» از ۴ نوکلئوتید با نام‌های A، C، G و T استفاده می‌کند. رشته‌های بلند DNA از توالی این ۴ نوکلئوتید ساخته می‌شوند و ترتیب خاص این نوکلئوتیدها تعیین کننده‌ی اطلاعات خاصی است که مولکول DNA آن را حمل می‌کند.

بر خلاف سیستم‌های فعلی ذخیره‌سازی اطلاعات که نیاز به نگهداری مستمر دارند و فضایی زیادی را اشغال می‌کنند، DNA پس از هزاران سال همچنان قابل خواندن است و فضای فوق العاده کمی را نیز اشغال می‌کند.

مثال جالبی از ماندگاری بالای اطلاعات در مولکول‌های DNA، استخراج آن‌ها از جسد ماموت‌های پشمالوی ماقبل تاریخ توسط دانشمندان است. DNA این ماموت‌ها به قدری سالم بوده است که عملاً می‌توان با شبیه‌سازی این موجودات ماقبل تاریخ، بار دیگر آن‌ها را به صحنه‌ی حیات وحش سیاره‌ی زمین بازگرداند.

شرکت تویست بیوساینس می‌گوید تمام اطلاعات دیجیتالی که امروزه در جهان وجود دارد را می‌توان در کمتر از ۲۰ گرم DNA ذخیره کرد.

قیمت ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA در سال‌های اخیر به شدت افت کرده است. وقتی دانشمندان در سال ۲۰۰۳ ژنوم انسان، که چیزی بیش از ۳ میلیارد نوکلئوتید طول دارد را تعیین توالی کردند، هزینه‌ی پروژه بیش از ۱ میلیارد دلار تمام شد. امروزه می‌توان DNA هایی شبیه به آن را با حدود ۱۰۰۰ دلار خواند و دستورات ژنتیکی را با استفاده از ابزارهای مصنوعی بیولوژیک نوشت.

تویست بیوساینس در وبسایت خود در این باره می‌نویسد:

با استفاده از روش‌های ارزان قیمت تعیین توالی DNA و روش‌های سنتز جدید، تویست بیوساینس و مایکروسافت خواهند توانست تئوری ذخیره‌ی اطلاعات بر روی DNA را عملی کنند. هدف از این پروژه توسعه‌ی روش‌هایی است که هم عملی باشند و هم در مقیاس بالا بتوان از آن‌ها استفاده کرد. قابلیت کدگذاری اطلاعات دیجیتال در رشته‌های DNA پیشرفت بزرگی در تکنولوژی ذخیره‌سازی اطلاعات است؛ چرا که مولکول‌های DNA بسیاری از محدودیت‌های ابزارهای سنتی ذخیره‌سازی اطلاعات مانند عمر محدود، فرمت/استاندارد دائمی و چگالی کم را ندارند.

استفاده از DNA برای ذخیره‌سازی اطلاعات از این جهت عملی است که دیگر حوزه‌های علمی هم به شدت به کار کردن بر روی آن علاقه دارند. تویست بیوساینس در این باره می‌گوید:

تا زمانی که حیات بر مبنای DNA بر روی زمین وجود داشته باشد، تکنولوژی خواندن DNA هم وجود خواهد داشت و این تضمین کننده‌ی قابلیت خوانده شدن و بازگردانی اطلاعات در آینده است. علاوه بر این، با توجه به رشد روز افزون اهمیت تکنولوژی‌ها بر اساس DNA در تحقیقات پزشکی و علمی، فشار متداومی برای بهبود تکنولوژی‌های خواندن و نوشتن DNA وجود دارد.

پروژه‌ی مایکروسافت و تویست بیوساینس می‌تواند در نهایت باعث شود که کامپیوترهای آینده به جای هارد درایوهای با قابلیت «خواندن و نوشتن» اطلاعات، مجهز به «تعیین کننده‌ی توالی DNA» (DNA sequencer) و «سنتز کننده‌ی DNA» باشند.