DNA به کامپیوترها می آید
زوميت/ مولکول DNA بهعنوان آيندهي ذخيرهسازي اطلاعات شناخته ميشود و بهتازگي شرکت Catalog روشي کمهزينه براي ذخيره اطلاعات روي DNA يافته است. دي ان اي قديميترين سيستم ذخيرهسازي اطلاعات شناخته شده است که سابقهي آن از هر نوع سيستم ذخيرهسازي ديگر، از کاغذ و قلم گرفته تا درايو سختافزاري کامپيوتر ميلياردها سال بيشتر است. اما تلاش براي بهکارگيري و ذخيرهي اطلاعات توليدي توسط بشر روي آن تاکنون با شکست مواجه شده است. دليل اصلي عدم توانايي بهکارگيري DNA براي ذخيرهسازي اطلاعات بيش از بحث فني بحث هزينهي بسيار زياد استفاده از اين فناوري است. رمزگذاري يک گيگابايت اطلاعات روي DNA چندين ميليون دلار هزينه دارد؛ اين در حالي است که رمزگذاري همين مقدار اطلاعات روي يک درايو سختافزاري کمتر از يک سنت هزينه خواهد داشت. شرکت کاتالوگ يک شرکت فعال در حوزهي بيوتکنولوژي در بوستون آمريکا است. آنها اميدوار است که اين هزينه را تا ۱۰ دلار کاهش دهد. اين هزينه همچنان زياد است؛ اما زماني که صحبت از ذخيرهسازي حجم عظيمي از اطلاعات ميشود، علاوه بر هزينه عامل ديگري نيز اهميت پيدا ميکند: ميزان گيگابايت ذخيرهشده به ازاي هر متر مکعب. هارد درايوهاي کنوني به نسبت DNA فضاي بيشتري اشغال ميکنند. نسبت ذخيرهسازي هارد درايو در حدود ۳۰ ميليون گيگابايت در هر متر مکعب است؛ در حالي که روش شرکت کاتالوگ ميتواند ۶۰۰ ميليارد گيگابايت را در همان فضا ذخيره کند. براي سازمانهايي مانند استوديوهاي فيلمسازي و آزمايشگاههاي فيزيک ذره که نياز به ذخيرهي حجم عظيمي از اطلاعات بهطور نامحدود دارند، نسبت دوم بسيار رضايتبخشتر است. مشکل اصلي در طراحي سيستمهاي ذخيرهسازي بر اساس DNA مشاهده جزئيات و صفر و يکهاي دادههاي باينري و جفت بازهاي شيميايي (AT و CG) در اين مولکول و توانايي ترجمهي اطلاعات باينري و شيميايي به يکديگر در مولکولهاي بزرگ DNA است. متأسفانه خواندن اطلاعات زماني که مولکولهاي DNA در حال رمزنگاري اطلاعات هستند، براي ماشينهاي نظمدهي DNA کار دشواري است؛ به خصوص زماني که با نواري طولاني از جفت بازهاي شيميايي مواجه ميشوند. شرکت کاتالوگ روش متفاوتي را انتخاب کرده است. روش اين شرکت بر پايهي ۱۰۰ مولکول DNA بر اساس جفتهاي دهتايي است. اين شکل چينش مولکولها بهطور مستقيم اطلاعات باينري را رمزگذاري نميکند و بهجاي آن چند مولکول کوچکتر DNA را به يک مولکول بزرگتر تبديل ميکند. اين نکته بسيار مهم است که سيستم آنزيمي که آنها براي تبديل مولکولهاي کوچک به مولکولهاي بزرگ استفاده ميکنند، توانايي قرار دادن مولکولها در کنار هم به هر شکل دلخواه را دارد. شکل چينش واحدهاي کوچک DNA در يک مولکول بزرگ، اطلاعات لازم براي ذخيرهسازي را بر اساس قوانين اين شرکت رمزگذاري ميکند. شروع با ۱۰۰ نوع مختلف مولکول به معناي تريليونها ترکيب مختلف ممکن در يک مولکول بزرگ است که اجازه ميدهد که يک مولکول بزرگ حاوي حجم عظيمي از اطلاعات باشد. صرفهجويي در هزينهي شرکت کاتالوگ بهعلت تعداد محدود مولکولي است که کار با آن شروع ميشود. ساخت يک مولکول جديد DNA با يک جفت پايه شيميايي هزينهي زيادي دارد، ولي کپي برداري از نمونههاي موجود و ترکيب آنها با يکديگر ارزان خواهد بود. اين روش کاتالوگ همچنين احتمال عدم خوانده شدن اطلاعات را نيز کم ميکند. حتي اگر ماشين نظمدهي مولکولهاي DNA يک يا دو اشتباه انجام دهند، توانايي شناسايي آن در يک رديف دهتايي امکانپذير است که در نتيجه آن از اطلاعات محافظت ميشود. روش ترکيبي Catalog به معناي آن است که DNA بيشتري به نسبت روشهاي پيشين استفاده از DNA براي ذخيرهسازي هر بايت اطلاعات نياز است. اين باعث افزايش هزينه و زمان پردازش اطلاعات الکترونيکي ذخيره شده ميشود؛ با اين حال، اين شرکت قول داده است که روش آنها مزاياي مهمي نسبت به روشهاي پيشين دارد. هدف بعدي کاتالوگ بخشيدن رنگ واقعيت به هدف فوق است. آنها براي رسيدن به اين خواسته، با شرکت توسعهي تکنولوژي بريتانيايي Cambridge Consultants همکاري ميکنند. هدف آنها ساخت نمونهي اوليه تا يک سال آينده است که قادر است ۱۲۵ گيگابايت اطلاعات را در يک روز روي مولکولهاي DNA ذخيره کند. اگر اين نمونهي اوليه کار کند، هدف بعدي آنها ساخت نمونهي قدرتمندتر ظرف سه سال آينده است که سرعت نوشتن آن ۱۰۰۰ برابر سريعتر از نمونهي اوليه است. در نهايت ممکن است دورهي دوم ذخيره اطلاعات روي DNA با ساخت اين دستگاه آغاز شود.