اخبار تکنولوژیدانش

سیستم DORIS و انقلابی در ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA

طبیعت در بسیاری از زمینه‌ها عملکرد بالاتری نسبت به فناوری دارد که یکی از آن‌ها، ذخیره‌سازی اطلاعات است. DNA می‌تواند حجم بالایی دیتا ذخیره کند و حالا به لطف توسعه سیستم «DORIS»، ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA مصنوعی می‌تواند کاربرد بیشتری در آینده داشته باشد.

هر گرم از DNA می‌تواند حاوی ۲۱۵ میلیون گیگابایت اطلاعات باشد و هر سلول از بدن، حجم بالایی از اطلاعات را به وسیله DNA نگهداری می‌کند. با توجه به این موضوع، محققان بدنبال ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA هستند و اعلام کرده‌اند که سیستم‌های فوق‌العاده متراکم می‌توانند تمام اینترنت که حجمی نزدیک به ۷۰۰ میلیارد گیگابایت دارد را درون یک جعبه کفش ذخیره کنند.

DNA علاوه بر ظرفیت بالا، عمر طولانی نیز دارد. بهترین حافظه‌های جامد و دیسک‌های بلوری در شرایط ایده‌ال می‌توانند حداکثر چندین دهه سالم باقی بمانند، اما داخل DNA شاید تا چندین میلیون سال اطلاعات را بدون هیچ مشکلی نگهداری کند.

در حالی که با یک ایده جذاب روبه‌رو هستیم، وجود برخی مشکلات در خواندن و نوشتن اطلاعات مانع از دستیابی به آن در مقیاس کلان می‌شود. با این حال محققان در دانشگاه ایالتی «کارولینای شمالی» به فناوری دست پیدا کرده‌اند که می‌تواند بر برخی محدودیت‌ها غلبه کند. «Albert Keung»، یکی از نویسندگان این مقاله اعلام کرده:

«اکثر سیستم‌های ذخیره اطلاعات در DNA برای دسترسی به فایل‌های ذخیره شده به «واکنش زنجیره‌ای پلیمراز» (PCR) وابسته هستند که اگرچه عملکرد بسیار بهینه‌ای در زمینه کپی کردن اطلاعات دارد، اما با چالش‌هایی همراه است. ما موفق به توسعه سیستمی با نام «عملیات پویا و ذخیره‌سازی اطلاعات با امکان استفاده مجدد» یا DORIS شده‌ایم که به PCR وابستگی ندارد. همین موضوع باعث رفع برخی مشکلات کلیدی در زمینه استفاده کاربردی از سیستم‌های ذخیره اطلاعات در DNA می‌شود.»

ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA

در سیستم‌ ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA ساخته شده روی PCR، اطلاعات در رشته‌های DNA رمزگذاری می‌شوند و بطور آزاد در «سوپ ژنتیکی» شنا می‌کنند. توالی اتصال‌دهنده اولیه به انتهای این رشته‌ها متصل شده‌اند و عملکردی مشابه نام فایل‌ها دارند. زمانی که به یک فایل نیاز داشته باشید، PCR برای جستجو میان این سوپ برای توالی اتصال‌دهنده اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس اطلاعات موجود در رشته‌های DNA بازیابی و کپی می‌شوند.

مشکل اصلی در این فرایند، نیاز به گرم کردن و سپس سردن کردن سوپ است تا DNA با رشته دوقلو از هم جدا شوند. این اقدام به صورت جداگانه باعث نابودی فایل اصلی می‌شود، بنابراین افزایش و کاهش دما باید درون آن ادغام شود که همین موضوع کاربرد آن را از بین می‌برد.

در مقاله جدید، محققان به سیستمی دست پیدا کرده‌اند که مشکلات قبلی را دور می‌زند. توالی اتصال‌دهنده اولیه در DORIS از یک DNA با دم تک رشته‌ای که در انتها آویزان است، ساخته شده. این ساختار مانع از شکافتن اطلاعات برای بازیابی فایل‌ها می‌شود.

DORIS می‌تواند در دمای اتاق کار کند که همین موضوع استفاده از آن برای توسعه فناوری‌های مدیریت اطلاعات در DNA را عملی‌تر می‌کند. در حال حاضر این سیستم یک اثبات مفهوم تاثیرگذار است، اما محققان قصد دارند که کارایی آن را بهبود دهند.

منبع: دیجیاتو

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *