فناوری جدید DNA راه را برای «هارد دیسک‌های زنده» که می‌توانند هزاران سال عمر کنند، هموار می‌کند.

(دن تری) - زمانی که دانشمندان آمریکایی رسماً سیستم Atlas Eon 100 را معرفی کردند، مسیر جدیدی در صنعت بیوتکنولوژی گشوده شد.

در یک گام تاریخی رو به جلو برای صنعت بیوتکنولوژی، شرکت پیشگام آمریکایی Atlas Data Storage رسماً Atlas Eon 100 را در تاریخ ۲ دسامبر معرفی کرد. این فناوری امکان رمزگذاری داده‌ها در DNA مصنوعی را فراهم می‌کند تا یک پلتفرم ذخیره‌سازی با طول عمری بسیار فراتر از هر رسانه فعلی ایجاد شود.

به گفته محققان، این می‌تواند آغاز دوران بایگانی زیستی باشد که در آن میراث دیجیتال بشریت به پایدارترین شکل محافظت می‌شود.

اطلس ایون ۱۰۰ رسماً در دوم دسامبر معرفی شد (عکس: گتی).

از کد دودویی تا زبان زندگی

شرکت Atlas Data Storage مستقر در کالیفرنیا می‌گوید سیستم Atlas Eon 100 آن اولین سرویس ذخیره‌سازی تجاری است که از DNA مصنوعی در مقیاس بزرگ استفاده می‌کند. اطلاعات دیجیتال از رشته‌های آشنای ۰ و ۱ به چهار حرفی که ماده ژنتیکی را تشکیل می‌دهند تبدیل می‌شوند: آدنین (A)، سیتوزین (C)، گوانین (G) و تیمین (T).

رمزگذاری داده‌ها در DNA ایده کاملاً جدیدی نیست. یکی از اولین آزمایش‌ها که در سال ۲۰۱۲ در مجله Nature منتشر شد، نشان داد که محققان می‌توانند کتاب‌ها، تصاویر و نرم‌افزارها را با دقت بالا در DNA مصنوعی ذخیره کنند.

در سال‌های بعد، چندین گروه از دانشگاه واشنگتن و بخش تحقیقات مایکروسافت به اثبات ظرفیت ذخیره‌سازی پایدار DNA در شرایط خشک و تاریک ادامه دادند.

تحقیقات از سال ۲۰۱۲ نشان داده است که DNA مصنوعی می‌تواند کتاب‌ها، تصاویر و نرم‌افزارها را با دقت بالا ذخیره کند و راه را برای فناوری ذخیره‌سازی پایدار در شرایط خشک و تاریک هموار کند (عکس: گتی).

نکته جدید در مورد Atlas Eon 100 این است که سیستمی است که می‌تواند در سطح سازمانی مستقر شود. این شرکت می‌گوید DNA مصنوعی برای حفظ پایداری، تحت شرایط بهینه آبگیری و بسته‌بندی می‌شود.

در این حالت، مولکول‌های DNA تحت تأثیر اکسیداسیون یا تجزیه زیستی قرار نمی‌گیرند و به داده‌ها اجازه می‌دهند هزاران سال بدون نیاز به برق یا نگهداری منظم، دوام بیاورند.

بیل بانیای، بنیانگذار Atlas Data Storage، گفت: «اطلس مفتخر است که تنها شرکتی در سطح جهان است که یک محصول ذخیره‌سازی مبتنی بر DNA را در مقیاس بزرگ به کار می‌گیرد، که اوج بیش از یک دهه تحقیقات چند رشته‌ای است و یک راه‌حل بهینه برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت ارائه می‌دهد.»

اطلس ایون ۱۰۰ از DNA مصنوعی استفاده می‌کند که آب آن گرفته شده و به طور ویژه بسته‌بندی شده است و به داده‌ها اجازه می‌دهد هزاران سال بدون برق یا نگهداری دوام بیاورند (عکس: گتی).

راه حل مشکل طول عمر دیجیتال.

دانشمندان بارها هشدار داده‌اند که اکثر رسانه‌های ذخیره‌سازی امروزی طول عمر کوتاهی دارند. هارد دیسک‌های مکانیکی معمولاً پس از حدود ۱۰ سال به دلیل فرسودگی قطعات متحرک از کار می‌افتند. حافظه‌های فلش به دلیل نشت الکتریکی پس از ۱ تا ۲ دهه مستعد از دست دادن داده‌ها هستند. دیسک‌های DVD و Blu-ray نیز به دلیل فرآیند پیری لایه نوری محدود می‌شوند.

طبق گزارش موسسه ملی استاندارد و فناوری، بسیاری از مراکز داده بزرگ باید به صورت دوره‌ای داده‌ها را کپی کنند تا از خرابی جلوگیری شود، که این امر هزینه‌های عملیاتی را افزایش می‌دهد. میلیون‌ها دستگاه ذخیره‌سازی هر ساله دور انداخته می‌شوند و مقدار قابل توجهی زباله الکترونیکی ایجاد می‌کنند.

طول عمر کوتاه هارد دیسک‌ها، فلش مموری‌ها و دیسک‌های نوری، مراکز داده را مجبور به انجام پشتیبان‌گیری مداوم می‌کند که این امر باعث افزایش هزینه‌ها و ایجاد مقدار زیادی زباله الکترونیکی در هر سال می‌شود (عکس توضیحی).

در همین حال، ثابت شده است که DNA یک ساختار ذخیره‌سازی بادوام در طبیعت است. نمونه‌هایی از DNA حیوانات باستانی که در خاک منجمد یافت شده‌اند، می‌توانند بیش از یک میلیون سال زنده بمانند. تحقیقات منتشر شده در مجله Nature Communications در سال ۲۰۲۱ نشان داد که DNA در شرایط خشک و تاریک، حتی در دمای اتاق، بسیار پایدار می‌ماند.

Atlas Eon 100 بر اساس این شواهد ساخته شده است. این شرکت می‌گوید چگالی ذخیره‌سازی DNA هزاران برابر بیشتر از هارد دیسک‌های سنتی است. حجم زیادی از داده‌ها می‌توانند در یک لوله ذخیره‌سازی به اندازه یک انگشت جا شوند. ادعا می‌شود که قابلیت اطمینان آن 99.9999999999999٪ است، به این معنی که احتمال خطا عملاً صفر است.

پتانسیل حفظ میراث دیجیتال برای نسل‌ها.

کارشناسان فرهنگی و آرشیویست‌ها، فناوری DNA را راهی امیدوارکننده برای حفظ اطلاعات در درازمدت می‌دانند. در جایی که اسناد کاغذی، فیلم یا سوابق دیجیتال در طول زمان در معرض زوال قرار دارند، DNA مصنوعی می‌تواند به عنوان یک «نمایش فیزیکی» بادوام از داده‌ها عمل کند.

اسکن آثار باستانی، اسناد تاریخی، زبان‌های باستانی یا ضبط‌های شفاهی را می‌توان بدون نیاز به تکثیر، رمزگذاری و نگهداری کرد. موزه‌ها و کتابخانه‌ها می‌توانند هزینه‌های نگهداری از سردخانه‌ها یا سرورها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.

چندین گروه تحقیقاتی بین‌المللی پیشنهاد داده‌اند که از DNA برای ذخیره اطلاعات مربوط به مکان‌هایی که با تغییرات اقلیمی مواجه هستند، از جمله نقشه‌ها، شبیه‌سازی‌های معماری یا داده‌های باستان‌شناسی، استفاده شود.

دی‌ان‌ای مصنوعی راهی پایدارتر برای حفظ اسناد و مصنوعات دیجیتال فراهم می‌کند (عکس: گتی).

در حوزه علمی، نیاز به ذخیره‌سازی طولانی‌مدت مجموعه داده‌های بزرگ به سرعت در حال افزایش است. مخازن داده‌های آب و هوایی، شبیه‌سازی‌های بیولوژیکی، مشاهدات نجومی و داده‌های آموزشی هوش مصنوعی، همگی به راه‌حل‌های امن‌تری نیاز دارند.

طبق برآوردهای آژانس بین‌المللی انرژی، مراکز داده جهانی سالانه حدود ۴۶۰ تراوات ساعت برق مصرف می‌کنند که معادل مصرف کل کشور فرانسه است. انتقال بخشی از این داده‌ها به DNA می‌تواند بار انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

گسترش بلندپروازانه به ظرفیت ترابایت.

Atlas Eon 100 در حال حاضر در فاز اول خدمات تجاری خود قرار دارد. هدف بلندمدت این شرکت، توسعه سیستمی است که امکان ذخیره‌سازی در مقیاس ترابایت را فراهم کند و در عین حال هزینه سنتز DNA را به سطحی قابل دسترس‌تر کاهش دهد.

موانع فنی همچنان پابرجا هستند. هزینه سنتز و تعیین توالی DNA در حال حاضر بسیار بیشتر از هزینه ذخیره‌سازی مغناطیسی است. با این حال، سرعت کاهش قیمت در زیست‌شناسی مولکولی سریع است.

طبق گزارش موسسه ملی بهداشت ایالات متحده، هزینه تعیین توالی در طول دو دهه گذشته بیش از یک میلیون برابر کاهش یافته است. اگر این روند ادامه یابد، هزینه ذخیره‌سازی DNA می‌تواند در آینده به سطح قابل قبولی برسد.

چندین گروه تحقیقاتی بین‌المللی نیز در حال توسعه الگوریتم‌های رمزگذاری قوی‌تر برای افزایش تراکم اطلاعات و کاهش خطر خطا هنگام بازخوانی داده‌ها هستند. روش‌های محافظت از DNA با سیلیس یا مواد پلیمری می‌تواند به افزایش دوام در محیط‌های مختلف کمک کند.

راه‌اندازی Atlas Eon 100، DNA را از آزمایشگاه به دنیای کاربردها می‌برد. DNA به دلیل قابلیت فشرده‌سازی بالا و پایداری در طول زمان، مدت‌هاست که به عنوان ساختار بهینه برای ذخیره‌سازی اطلاعات در نظر گرفته می‌شود. بهره‌گیری از خود طبیعت برای حل چالش ذخیره‌سازی، به رویکردی پایدارتر از راه‌حل‌های وابسته به انرژی تبدیل می‌شود.

با توجه به اینکه انتظار می‌رود حجم داده‌های تولید شده در جهان تا پایان دهه به بیش از ۱۸۰ زتابایت برسد، نیاز به ذخیره‌سازی طولانی‌مدت اجتناب‌ناپذیر است. فناوری DNA ممکن است به‌طور کامل جایگزین ذخیره‌سازی الکترونیکی نشود، اما این پتانسیل را دارد که به یک لایه اساسی برای داده‌هایی تبدیل شود که به بیشترین میزان نگهداری طولانی‌مدت نیاز دارند.

منبع: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/cong-nghe-dna-moi-mo-duong-cho-o-cung-song-co-tuoi-tho-hang-nghin-nam-20251209183924681.htm