- يزعم باحثون من جامعة ميسوري أن محركات الأقراص الصلبة الخاصة بالحمض النووي يمكنها تخزين ومسح وإعادة الكتابة بشكل متكرر
- يقوم تشفير Frameshift بتحويل البيانات الثنائية إلى تسلسلات DNA للتخزين الجزيئي
- تقوم مستشعرات Nanopore بقراءة تسلسل الحمض النووي عن طريق الكشف عن التغيرات الدقيقة في الإشارات الكهربائية
أعلنت جامعة ميسوري عن إحراز تقدم فيما تسميه “القرص الصلب للحمض النووي”، زاعمة أنه قادر على تخزين المعلومات ومحوها وإعادة كتابتها بشكل متكرر.
على عكس محركات الأقراص الصلبة التقليدية أو التخزين السحابي، الذي يعتمد على الوسائط المغناطيسية أو الحالة الصلبة، فإن هذا النهج يعزز الاستقرار الجزيئي للحمض النووي.
ويدعي الباحثون أن الحمض النووي يوفر كثافة تخزين غير عادية وطول العمر، مما قد يجعل مثل هذا الجهاز عمليًا وموفرًا للطاقة مقارنة بمراكز البيانات الحالية.
إمكانات ووعد التخزين على المستوى الجزيئي
وقال لي كون “أندرو” جو، أستاذ الهندسة الكيميائية والطبية الحيوية في كلية الهندسة في ميزو: “الحمض النووي أمر لا يصدق، فهو يخزن مخطط الحياة في حزمة صغيرة ومستقرة”.
“أردنا أن نرى ما إذا كان بإمكاننا تخزين المعلومات وإعادة كتابتها على المستوى الجزيئي بشكل أسرع وأبسط وأكثر كفاءة من أي وقت مضى.”
لا تزال التفاصيل حول عملية الكتابة محدودة، على الرغم من أن الورقة البحثية المرتبطة بالباحثين تصف طريقة تسمى تشفير الإطارات، والتي تحول المعلومات الثنائية إلى تسلسلات من النيوكليوتيدات، والتي يمكن بعد ذلك تصنيعها على شكل خيوط الحمض النووي.
ومن ناحية القراءة، قام الفريق بإقران جهاز إلكتروني مدمج مع مستشعر ثقب النانو.
أثناء مرور الحمض النووي عبر الثقب النانوي، يتم الكشف عن التغيرات الكهربائية الدقيقة وتفسيرها بواسطة الإلكترونيات والبرمجيات، مما يحول تسلسلات A وC وG وT مرة أخرى إلى ثنائي.
يهدف هذا المزيج من التشفير الجزيئي والاستشعار الإلكتروني إلى توفير وظيفة قابلة لإعادة الكتابة في شكل يشبه سير عمل محرك الأقراص الثابتة المألوف.
وفي حين أن هذا النهج لا يزال نظريًا إلى حد كبير، يرى الباحثون أنه يمكن أن يكون بمثابة بديل طويل المدى لحلول التخزين كثيفة الاستهلاك للطاقة.
يتم وصف إمكانية إعادة الكتابة، على وجه الخصوص، كميزة مميزة. كانت أنظمة تخزين الحمض النووي السابقة أرشيفية إلى حد كبير، حيث يمكن تخزين البيانات ولكن ليس من السهل تعديلها.
على الرغم من الإثارة، لم يقم الفريق بعد بإظهار جهاز مصغر وجاهز للاستخدام – ولم تتم مشاركة تفاصيل النموذج الأولي والمعايير التشغيلية والجداول الزمنية للتوفر، مما ترك أسئلة حول السرعة والموثوقية والتكلفة دون إجابة.
يعترف الباحثون بأن تقليص حجم محرك الأقراص الصلبة DNA إلى حجم محرك أقراص USB هو هدف طويل المدى وليس حقيقة فورية.
تظل المقارنات مع التخزين السحابي أو محركات الأقراص الصلبة التجارية تخمينية في هذه المرحلة، وقد يتطلب التنفيذ العملي سنوات من الهندسة والتحقق من الصحة.
يعتمد هذا الإنجاز الحالي على عقود من الأبحاث في مجال تخزين البيانات المعتمدة على الحمض النووي، بما في ذلك التعاون بين معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعة واشنطن، ومايكروسوفت.
ويبدو أن ما يميز هذا الجهد هو المزيج المزعوم من البساطة والسرعة وإمكانية إعادة الكتابة.
أصبح تخزين الحمض النووي أخيرًا في متناول اليد، مما يعد بمليارات التيرابايت في أحجام مجهرية تدوم لقرون، لكنه قد يكون بعيدًا عن متناول الأفراد.
كشفت شركة Atlas Data Storage مؤخرًا عن خطط لتخزين 13 تيرابايت من المعلومات الرقمية في مساحة صغيرة مثل قطرة ماء.
ومع ذلك، تظل هذه التكنولوجيا باهظة الثمن للغاية. تبيع شركة Biomemory، وهي شركة فرنسية ناشئة، بطاقات تخزين الحمض النووي بسعة 1 كيلو بايت في أزواج مقابل 1000 دولار.
وهذا يعني أنه لتخزين 5 ميغابايت (5,120 كيلوبايت) من البيانات، ستحتاج إلى 5,120 زوجًا من البطاقات، بتكلفة تبلغ حوالي 5,120,000 دولار أمريكي — فهل ستدفع هذا المبلغ مقابل تخزين يمتد لقرون طويلة؟
عبر تومز هاردوير
اتبع TechRadar على أخبار جوجل و أضفنا كمصدر مفضل للحصول على أخبار الخبراء والمراجعات والآراء في خلاصاتك. تأكد من النقر على زر المتابعة!
وبالطبع يمكنك أيضًا اتبع TechRadar على TikTok للحصول على الأخبار والمراجعات وفتح الصناديق في شكل فيديو، والحصول على تحديثات منتظمة منا على واتساب أيضاً.
التعليقات