Teknologi DNA baharu membuka jalan untuk "pemacu keras hidup" yang boleh bertahan beribu-ribu tahun

(Dan Tri) - Satu hala tuju baharu dalam industri bioteknologi baru sahaja dibuka apabila saintis Amerika secara rasmi memperkenalkan sistem Atlas Eon 100.

Dalam langkah bersejarah ke hadapan untuk industri bioteknologi, Atlas Data Storage, sebuah syarikat perintis Amerika, secara rasmi mengumumkan Atlas Eon 100 pada 2 Disember. Teknologi ini membolehkan data dikodkan ke dalam DNA sintetik untuk mencipta platform penyimpanan dengan jangka hayat yang jauh melebihi mana-mana media semasa.

Menurut penyelidik, ini boleh menjadi permulaan era bio-arkib di mana warisan digital manusia dilindungi dengan cara yang paling mampan.

Atlas Eon 100 diumumkan secara rasmi pada 2 Disember (Foto: Getty).

Daripada kod binari kepada bahasa kehidupan

Atlas Data Storage, sebuah syarikat yang berpangkalan di California, berkata sistem Atlas Eon 100nya ialah perkhidmatan storan komersial pertama yang menggunakan DNA sintetik pada skala. Maklumat digital ditukar daripada rentetan biasa 0s dan 1s kepada empat huruf yang membentuk bahan genetik: Adenine (A), Cytosine (C), Guanine (G), dan Thymine (T).

Pengekodan data dalam DNA bukanlah idea yang sama sekali baru. Salah satu eksperimen pertama, yang diterbitkan dalam jurnal Nature pada tahun 2012, menunjukkan bahawa penyelidik boleh menyimpan buku, gambar, dan perisian dalam DNA sintetik dengan ketepatan tinggi.

Pada tahun-tahun berikutnya, beberapa kumpulan dari University of Washington dan Microsoft Research terus menunjukkan kapasiti penyimpanan DNA yang stabil apabila disimpan dalam keadaan kering dan gelap.

Penyelidikan sejak 2012 telah menunjukkan bahawa DNA sintetik boleh menyimpan buku, imej dan perisian dengan ketepatan tinggi, membuka jalan untuk teknologi penyimpanan mampan dalam keadaan kering dan gelap (Foto: Getty).

Apa yang baharu tentang Atlas Eon 100 ialah ia merupakan sistem yang boleh digunakan di peringkat perusahaan. Syarikat itu berkata DNA sintetik telah mengalami dehidrasi dan dibungkus dalam keadaan optimum untuk mengekalkan kestabilan.

Dalam keadaan ini, molekul DNA tidak terjejas oleh pengoksidaan atau biodegradasi, membolehkan data bertahan selama beribu-ribu tahun tanpa memerlukan kuasa atau penyelenggaraan tetap.

"Atlas berbesar hati menjadi satu-satunya syarikat di seluruh dunia yang menggunakan produk storan berasaskan DNA pada skala besar, kemuncak penyelidikan pelbagai disiplin selama lebih sedekad, menyediakan penyelesaian optimum untuk penyimpanan jangka panjang," kata Bill Banyai, pengasas Atlas Data Storage.

Atlas Eon 100 menggunakan DNA sintetik yang dehidrasi dan dibungkus khas, membolehkan data bertahan selama beribu-ribu tahun tanpa bekalan elektrik atau penyelenggaraan (Foto: Getty).

Penyelesaian kepada masalah jangka hayat digital.

Para saintis telah berulang kali memberi amaran bahawa kebanyakan media storan hari ini mempunyai jangka hayat yang singkat. Pemacu keras mekanikal biasanya gagal selepas kira-kira 10 tahun disebabkan oleh kemerosotan bahagian yang bergerak. Memori denyar terdedah kepada kehilangan data selepas 1-2 dekad akibat kebocoran elektrik. Cakera DVD dan Blu-ray juga dihadkan oleh proses penuaan lapisan optik.

Menurut Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan, banyak pusat data besar mesti menyalin data secara berkala untuk mengelakkan rasuah, yang meningkatkan kos operasi. Berjuta-juta peranti storan dibuang setiap tahun, menghasilkan sejumlah besar sisa elektronik.

Jangka hayat pemacu keras, memori kilat dan cakera optik yang singkat memaksa pusat data melakukan sandaran berterusan, meningkatkan kos dan mencipta sejumlah besar sisa elektronik setiap tahun (gambar ilustrasi).

Sementara itu, DNA telah terbukti sebagai struktur simpanan yang tahan lama. Sampel DNA haiwan purba yang ditemui dalam permafrost boleh bertahan selama lebih daripada satu juta tahun. Penyelidikan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications pada tahun 2021 mendapati bahawa DNA kekal sangat stabil dalam keadaan kering, gelap, walaupun pada suhu bilik.

Atlas Eon 100 membina bukti ini. Syarikat itu berkata kepadatan penyimpanan DNA beribu-ribu kali lebih tinggi daripada pemacu keras tradisional. Sebilangan besar data boleh dimuatkan dalam tiub storan sebesar jari. Kebolehpercayaan didakwa 99.99999999999%, bermakna kemungkinan ralat hampir sifar.

Potensi untuk mengekalkan warisan digital untuk generasi.

Pakar budaya dan arkib melihat teknologi DNA sebagai cara yang menjanjikan untuk memelihara maklumat jangka panjang. Apabila dokumen kertas, filem atau rekod digital terdedah kepada kemerosotan dari semasa ke semasa, DNA sintetik boleh berfungsi sebagai "perwakilan fizikal" data yang tahan lama.

Imbasan artifak, dokumen sejarah, bahasa purba, atau rakaman lisan boleh dikodkan dan dipelihara tanpa memerlukan pendua. Muzium dan perpustakaan boleh mengurangkan dengan ketara kos penyelenggaraan storan sejuk atau pelayan.

Beberapa kumpulan penyelidikan antarabangsa telah mencadangkan menggunakan DNA untuk menyimpan maklumat tentang tapak yang menghadapi perubahan iklim, termasuk peta, simulasi seni bina atau data arkeologi.

DNA sintetik membuka cara yang lebih mampan untuk memelihara dokumen dan artifak digital (Foto: Getty).

Dalam bidang saintifik, keperluan untuk penyimpanan jangka panjang bagi set data yang besar berkembang dengan pesat. Repositori data iklim, simulasi biologi, pemerhatian astronomi dan data latihan kecerdasan buatan semuanya memerlukan penyelesaian yang lebih selamat.

Menurut anggaran Agensi Tenaga Antarabangsa, pusat data global menggunakan kira-kira 460TWh elektrik setahun, bersamaan dengan penggunaan seluruh negara Perancis. Memindahkan beberapa data itu ke DNA boleh mengurangkan beban tenaga dengan ketara.

Pengembangan yang bercita-cita tinggi kepada kapasiti terabait.

Atlas Eon 100 kini dalam fasa pertama perkhidmatan komersialnya. Matlamat jangka panjang syarikat adalah untuk membangunkan sistem yang membolehkan penyimpanan skala terabait sambil mengurangkan kos sintesis DNA ke tahap yang lebih mudah diakses.

Halangan teknikal kekal. Kos pensintesis dan penjujukan DNA kini jauh lebih tinggi daripada kos penyimpanan magnetik. Walau bagaimanapun, kadar penurunan harga dalam biologi molekul adalah pantas.

Menurut laporan oleh Institut Kesihatan Kebangsaan AS, kos penjujukan telah jatuh lebih daripada satu juta kali ganda dalam tempoh dua dekad yang lalu. Jika trend ini berterusan, kos penyimpanan DNA boleh menghampiri tahap yang boleh dilaksanakan pada masa hadapan.

Beberapa kumpulan penyelidikan antarabangsa juga sedang membangunkan algoritma penyulitan yang lebih kukuh untuk meningkatkan ketumpatan maklumat dan mengurangkan risiko ralat semasa membaca semula data. Kaedah melindungi DNA dengan bahan silika atau polimer boleh membantu meningkatkan ketahanan dalam pelbagai persekitaran.

Pelancaran Atlas Eon 100 membawa DNA daripada makmal ke dalam dunia aplikasi. DNA telah lama dianggap sebagai struktur optimum untuk menyimpan maklumat kerana kebolehmampatan dan kestabilannya yang tinggi dari semasa ke semasa. Memanfaatkan alam semula jadi itu sendiri untuk menyelesaikan cabaran penyimpanan menjadi pendekatan yang lebih mampan daripada penyelesaian yang bergantung kepada tenaga.

Dengan jumlah data dunia dijangka menjana mencapai lebih daripada 180 zettabait menjelang akhir dekad, keperluan untuk penyimpanan jangka panjang tidak dapat dielakkan. Teknologi DNA mungkin tidak menggantikan storan elektronik sepenuhnya, tetapi ia berpotensi untuk menjadi lapisan asas bagi data yang memerlukan pemeliharaan paling lama.

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