Με την παραγωγή δεδομένων να αυξάνεται παγκοσμίως, η ανάγκη για νέα αποθηκευτικά μέσα, είναι παραπάνω από επιτακτική. Πολλοί εναποθέτουν τις ελπίδες τους στην αποθήκευση πληροφοριών σε μόρια DNA, τα οποία είναι πιο συμπαγή και μπορούν να διατηρηθούν για χιλιάδες χρόνια.
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στη Τζόρτζια (GTRI) ανακοίνωσαν ότι κατασκεύασαν ένα νέο μικροτσίπ ικανό να αναπτύσσει κλώνους DNA που θα μπορούν να παρέχουν υψηλής πυκνότητας τρισδιάστατη αρχειακή αποθήκευση δεδομένων, σε εξαιρετικά χαμηλό κόστος. Ωστόσο, η αποθήκευση στο DNA έχει υψηλότερο ποσοστό σφαλμάτων από τη συμβατική αποθήκευση σε σκληρό δίσκο. Σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, οι ερευνητές του GTRI βρήκαν έναν τρόπο εντοπισμού και διόρθωσης αυτών των σφαλμάτων.
Οι μαγνητικοί σκληροί δίσκοι που χρησιμοποιούμε σήμερα για την αποθήκευση δεδομένων σε υπολογιστές μπορούν να καταλάβουν πολύ χώρο και πρέπει να αντικαθίστανται μετά από μερικά χρόνια. Η χρήση του DNA για τη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας των πολύτιμων δεδομένων μας, θα επέτρεπε την αρχειοθέτηση τεράστιων ποσοτήτων πληροφοριών σε μικροσκοπικά μόρια.
Το τσιπ που κατασκεύασε η επιστημονική του GTRI θα μπορούσε να βελτιώσει τις υπάρχουσες μορφές αποθήκευσης DNA κατά 100 φορές.
«Όταν προσθέσουμε όλα τα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου – κάτι που θα κάνουμε το επόμενο έτος – αναμένουμε 100πλάσια βελτίωση σε σχέση με την υπάρχουσα τεχνολογία για την αποθήκευση δεδομένων DNA», δήλωσε στο BBC News ο Νίκολας Γκούιζ, ανώτερος ερευνητής στο GTRI.
Η τεχνολογία λειτουργεί αναπτύσσοντας μοναδικές αλυσίδες DNA, ένα δομικό στοιχείο τη φορά. Αυτά τα στοιχεία είναι γνωστά ως βάσεις – τέσσερις διαφορετικές χημικές μονάδες που συνθέτουν το μόριο του DNA: αδενίνη, κυτοσίνη, γουανίνη και θυμίνη.
Υπάρχουν διάφοροι πιθανοί τρόποι αποθήκευσης αυτών των πληροφοριών στο DNA – για παράδειγμα, ένα μηδέν στον δυαδικό κώδικα θα μπορούσε να αντιπροσωπεύεται από τις βάσεις αδενίνη ή κυτοσίνη. Εναλλακτικά, το ένα και το μηδέν θα μπορούσαν να αντιστοιχηθούν σε δύο μόνο από τις τέσσερις βάσεις.
Οι επιστήμονες έχουν πει στο παρελθόν ότι αν αποθηκεύαμε όλες τις ταινίες που έχουν γυριστεί ποτέ, θα χωρούσαν σε έναν όγκο μικρότερο από ένα κύβο ζάχαρης. Δεδομένου του πόσο συμπαγές και αξιόπιστο είναι, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι υπάρχει πλέον μεγάλο ενδιαφέρον για το DNA ως το επόμενο μέσο αρχειοθέτησης δεδομένων.
Οι δομές στο τσιπ που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη του DNA ονομάζονται μικροσυστοιχίες και έχουν βάθος μερικές εκατοντάδες νανόμετρα – λιγότερο από το πάχος ενός φύλλου χαρτιού. Το πρωτότυπο μικροτσίπ είναι περίπου 2,5 εκατοστά και περιλαμβάνει πολλαπλές μικροσυστοιχίες, επιτρέποντας την παράλληλη σύνθεση πολλών κλώνων DNA. Αυτό θα επιτρέψει την ανάπτυξη μεγαλύτερων ποσοτήτων DNA σε μικρότερο χρονικό διάστημα.
Επειδή πρόκειται για πρωτότυπο, ακόμη δεν έχουν συνδεθεί όλες οι μικροσυστοιχίες. Αυτό σημαίνει ότι ο συνολικός όγκος δεδομένων DNA που μπορεί να αποθηκευτεί στο συγκεκριμένο τσιπ, είναι προς το παρόν μικρότερος από αυτόν που μπορούν να αποθηκεύσουν τα εμπορικά τσιπ.
Ωστόσο, εξήγησε ο Δρ. Γκουίζ, όταν θα είναι όλα έτοιμα και θα λειτουργούν, αυτό θα αλλάξει. Το σημερινό ρεκόρ για την αποθήκευση ψηφιακών δεδομένων DNA είναι περίπου 200MB, ενώ οι μεμονωμένες εκτελέσεις σύνθεσης διαρκούν περίπου 24 ώρες. Ωστόσο η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να γράψει 100 φορές περισσότερα δεδομένα DNA στον ίδιο χρόνο.
Η αποθήκευση δεδομένων DNA δεν θα αντικαταστήσει αρχικά τις φάρμες διακομιστών για πληροφορίες στις οποίες πρέπει να υπάρχει γρήγορη και συχνή πρόσβαση. Λόγω του χρόνου που απαιτείται για την ανάγνωση της αλληλουχίας, η τεχνική θα είναι πιο χρήσιμη για πληροφορίες που πρέπει να διατηρούνται διαθέσιμες για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά στις οποίες η πρόσβαση είναι σπάνια.
«Εάν διατηρείτε τη θερμοκρασία αρκετά χαμηλή, τα δεδομένα θα επιβιώσουν για χιλιάδες χρόνια, οπότε το κόστος ιδιοκτησίας πέφτει σχεδόν στο μηδέν», εξήγησε ο επιστήμονας.
