नई डीएनए तकनीक ने "जीवित हार्ड ड्राइव" का मार्ग प्रशस्त किया है जो हजारों वर्षों तक चल सकती है

(डैन ट्राई) - जैव प्रौद्योगिकी उद्योग में एक नई दिशा खुल गई है जब अमेरिकी वैज्ञानिकों ने आधिकारिक तौर पर एटलस ईऑन 100 प्रणाली पेश की।

जैव प्रौद्योगिकी उद्योग के लिए एक ऐतिहासिक कदम के रूप में, अग्रणी अमेरिकी कंपनी एटलस डेटा स्टोरेज ने 2 दिसंबर को आधिकारिक तौर पर एटलस ईऑन 100 की घोषणा की। यह प्रौद्योगिकी डेटा को सिंथेटिक डीएनए में एनकोड करने की अनुमति देती है, जिससे एक स्टोरेज प्लेटफॉर्म बनाया जा सकता है, जिसका जीवनकाल किसी भी वर्तमान मीडिया से कहीं अधिक है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, यह जैव-संग्रहण युग की शुरुआत हो सकती है जिसमें मानवता की डिजिटल विरासत को सबसे टिकाऊ तरीके से संरक्षित किया जाएगा।

एटलस इऑन 100 की आधिकारिक घोषणा 2 दिसंबर को की गई (फोटो: गेटी)।

बाइनरी कोड से जीवन की भाषा तक

कैलिफ़ोर्निया स्थित कंपनी, एटलस डेटा स्टोरेज, का कहना है कि उसका एटलस ईऑन 100 सिस्टम, बड़े पैमाने पर सिंथेटिक डीएनए का उपयोग करने वाली पहली व्यावसायिक भंडारण सेवा है। डिजिटल जानकारी को 0 और 1 के परिचित स्ट्रिंग्स से आनुवंशिक पदार्थ बनाने वाले चार अक्षरों में परिवर्तित किया जाता है: एडेनिन (A), साइटोसिन (C), ग्वानिन (G), और थाइमिन (T)।

डीएनए में डेटा को एनकोड करना कोई बिल्कुल नया विचार नहीं है। 2012 में नेचर जर्नल में प्रकाशित पहले प्रयोगों में से एक ने दिखाया कि शोधकर्ता उच्च परिशुद्धता के साथ सिंथेटिक डीएनए में किताबें, तस्वीरें और सॉफ़्टवेयर संग्रहीत कर सकते हैं।

आगामी वर्षों में, वाशिंगटन विश्वविद्यालय और माइक्रोसॉफ्ट रिसर्च के कई समूहों ने शुष्क, अंधेरे परिस्थितियों में संग्रहीत डीएनए की स्थिर भंडारण क्षमता का प्रदर्शन जारी रखा।

2012 से अब तक हुए अनुसंधान से पता चला है कि सिंथेटिक डीएनए पुस्तकों, छवियों और सॉफ्टवेयर को उच्च परिशुद्धता के साथ संग्रहीत कर सकता है, जिससे शुष्क, अंधेरे परिस्थितियों में टिकाऊ भंडारण प्रौद्योगिकी का मार्ग प्रशस्त होता है (फोटो: गेटी)।

एटलस ईऑन 100 की नवीनता इस तकनीक को एक ऐसी प्रणाली के रूप में साकार करने में निहित है जिसे उद्यम स्तर पर लागू किया जा सकता है। कंपनी का कहना है कि संश्लेषित डीएनए को उसकी स्थिरता बनाए रखने के लिए इष्टतम परिस्थितियों में निर्जलित और पैक किया जाता है।

इस अवस्था में, डीएनए अणु ऑक्सीकरण या जैव-निम्नीकरण से प्रभावित नहीं होते, जिससे डेटा हजारों वर्षों तक बिना किसी बिजली या नियमित रखरखाव की आवश्यकता के बना रहता है।

एटलस डेटा स्टोरेज के संस्थापक बिल बनयाई ने कहा, "एटलस को विश्व स्तर पर डीएनए-आधारित भंडारण उत्पाद को बड़े पैमाने पर तैनात करने वाली एकमात्र कंपनी होने पर गर्व है, जो एक दशक से अधिक के बहु-विषयक अनुसंधान का परिणाम है, जो दीर्घकालिक भंडारण के लिए एक इष्टतम समाधान प्रदान करता है।"

एटलस ईऑन 100 में सिंथेटिक डीएनए का उपयोग किया गया है, जिसे निर्जलित किया गया है और विशेष रूप से पैक किया गया है, जिससे डेटा को बिना बिजली या रखरखाव के हजारों वर्षों तक बनाए रखा जा सकता है (फोटो: गेटी)।

डिजिटल दीर्घायु समस्या के समाधान

वैज्ञानिकों ने बार-बार चेतावनी दी है कि आजकल ज़्यादातर स्टोरेज मीडिया का जीवनकाल छोटा होता है। यांत्रिक हार्ड ड्राइव आमतौर पर लगभग 10 साल बाद चलने वाले पुर्जों के खराब होने के कारण खराब हो जाती हैं। फ्लैश मेमोरी में विद्युत रिसाव के कारण 1-2 दशकों के बाद डेटा नष्ट होने का खतरा रहता है। डीवीडी और ब्लू-रे डिस्क भी ऑप्टिकल परत की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के कारण सीमित होती हैं।

राष्ट्रीय मानक एवं प्रौद्योगिकी संस्थान के अनुसार, कई बड़े डेटा केंद्रों को भ्रष्टाचार से बचने के लिए समय-समय पर डेटा की प्रतिलिपि बनानी पड़ती है, जिससे परिचालन लागत बढ़ जाती है। हर साल लाखों स्टोरेज डिवाइस फेंक दिए जाते हैं, जिससे भारी मात्रा में इलेक्ट्रॉनिक कचरा पैदा होता है।

हार्ड ड्राइव, फ्लैश मेमोरी और ऑप्टिकल डिस्क का छोटा जीवनकाल डेटा केंद्रों को लगातार बैकअप लेने के लिए मजबूर करता है, जिससे लागत बढ़ती है और हर साल बड़ी मात्रा में इलेक्ट्रॉनिक कचरा उत्पन्न होता है (चित्र)।

इस बीच, डीएनए प्रकृति में एक टिकाऊ भंडारण संरचना साबित हुआ है। पर्माफ्रॉस्ट में पाए गए प्राचीन जानवरों के डीएनए के नमूने दस लाख से ज़्यादा सालों तक जीवित रह सकते हैं। नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में 2021 में प्रकाशित शोध में पाया गया कि डीएनए शुष्क, अंधेरी परिस्थितियों में, यहाँ तक कि कमरे के तापमान पर भी, अत्यधिक स्थिर रहता है।

एटलस ईऑन 100 इसी प्रमाण पर आधारित है। कंपनी का दावा है कि डीएनए स्टोरेज घनत्व पारंपरिक हार्ड ड्राइव से हज़ारों गुना ज़्यादा है। एक उंगली के आकार की स्टोरेज ट्यूब में बड़ी मात्रा में डेटा समा सकता है। इसकी विश्वसनीयता 99.99999999999% बताई गई है, यानी त्रुटि की संभावना लगभग शून्य है।

पीढ़ियों तक डिजिटल विरासत को संरक्षित करने की क्षमता

सांस्कृतिक विशेषज्ञ और अभिलेखपाल डीएनए तकनीक को दीर्घकालिक जानकारी संरक्षित करने का एक आशाजनक तरीका मानते हैं। जहाँ कागज़ के दस्तावेज़, फिल्म या डिजिटल रिकॉर्ड समय के साथ खराब होने की संभावना रखते हैं, वहीं सिंथेटिक डीएनए डेटा के एक टिकाऊ "भौतिक प्रतिनिधित्व" के रूप में काम कर सकता है।

कलाकृतियों, ऐतिहासिक दस्तावेज़ों, प्राचीन भाषाओं या मौखिक रिकॉर्डिंग के स्कैन को बिना किसी दोहराव के एन्कोड और संरक्षित किया जा सकता है। संग्रहालय और पुस्तकालय कोल्ड स्टोरेज या सर्वर के रखरखाव की लागत को काफ़ी कम कर सकते हैं।

कई अंतर्राष्ट्रीय अनुसंधान समूहों ने जलवायु परिवर्तन का सामना कर रहे स्थलों के बारे में जानकारी संग्रहीत करने के लिए डीएनए का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया है, जिसमें मानचित्र, वास्तुशिल्प मॉडल या पुरातात्विक डेटा शामिल हैं।

सिंथेटिक डीएनए डिजिटल दस्तावेजों और कलाकृतियों को अधिक टिकाऊ तरीके से संरक्षित करने के रास्ते खोलता है (फोटो: गेटी)।

वैज्ञानिक क्षेत्र में, बड़े डेटासेट के दीर्घकालिक भंडारण की आवश्यकता तेज़ी से बढ़ रही है। जलवायु, बायोसिमुलेशन, खगोलीय प्रेक्षणों और कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रशिक्षण डेटा के लिए डेटा रिपॉजिटरी, सभी को अधिक सुरक्षित समाधानों की आवश्यकता है।

अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के अनुमानों के अनुसार, वैश्विक डेटा केंद्र प्रति वर्ष लगभग 460 TWh बिजली की खपत करते हैं, जो पूरे फ्रांस देश की खपत के बराबर है। कुछ डेटा को DNA में स्थानांतरित करने से इस ऊर्जा भार को काफी कम किया जा सकता है।

टेराबाइट क्षमता तक विस्तार की महत्वाकांक्षा

एटलस ईऑन 100 वर्तमान में अपनी व्यावसायिक सेवा के पहले चरण में है। कंपनी का दीर्घकालिक लक्ष्य एक ऐसी प्रणाली विकसित करना है जो टेराबाइट-स्तरीय भंडारण क्षमता प्रदान करे और साथ ही डीएनए संश्लेषण की लागत को और अधिक सुलभ स्तर तक कम करे।

तकनीकी बाधाएँ बनी हुई हैं। डीएनए संश्लेषण और अनुक्रमण की लागत वर्तमान में चुंबकीय भंडारण की लागत से कहीं अधिक है। हालाँकि, आणविक जीव विज्ञान में मूल्य में कमी की दर बहुत तेज़ है।

अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान की एक रिपोर्ट के अनुसार, पिछले दो दशकों में डीएनए अनुक्रमण की लागत में दस लाख गुना से भी ज़्यादा की कमी आई है। अगर यह रुझान जारी रहा, तो भविष्य में डीएनए भंडारण की लागत वहनीय स्तर तक पहुँच सकती है।

कई अंतरराष्ट्रीय शोध समूह सूचना घनत्व बढ़ाने और डेटा को दोबारा पढ़ते समय त्रुटियों के जोखिम को कम करने के लिए अधिक मज़बूत एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम भी विकसित कर रहे हैं। सिलिका या पॉलीमर पदार्थों से डीएनए की सुरक्षा के तरीके विभिन्न वातावरणों में स्थायित्व बढ़ाने में मदद कर सकते हैं।

एटलस ईऑन 100 का लॉन्च डीएनए को प्रयोगशाला से अनुप्रयोगों की दुनिया में ले जाता है। डीएनए को लंबे समय से सूचना भंडारण के लिए सर्वोत्तम संरचना माना जाता रहा है क्योंकि इसकी उच्च संपीडनशीलता और समय के साथ स्थिरता होती है। भंडारण की चुनौती को हल करने के लिए प्रकृति का ही सहारा लेना, ऊर्जा-निर्भर समाधानों की तुलना में अधिक टिकाऊ दृष्टिकोण बनता जा रहा है।

इस दशक के अंत तक दुनिया भर में डेटा की मात्रा 180 ज़ेटाबाइट से ज़्यादा होने की उम्मीद है, इसलिए दीर्घकालिक भंडारण की ज़रूरत अपरिहार्य है। डीएनए तकनीक भले ही इलेक्ट्रॉनिक भंडारण को पूरी तरह से प्रतिस्थापित न कर पाए, लेकिन इसमें उस डेटा के लिए एक आधारभूत परत बनने की क्षमता है जिसे दीर्घकालिक संरक्षण की सबसे ज़्यादा ज़रूरत है।

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