Το πρώτο εμπορικό βιβλίο που είναι γραμμένο μέσα σε DNA είναι πλέον διαθέσιμο για αγορά με 60 δολάρια.
Καθώς η παραγωγή δεδομένων στον κόσμο αυξάνεται με ιλιγγιώδη ταχύτητα, κυρίως λόγω της τεχνητής νοημοσύνης, οι επιστήμονες αναζητούν εναλλακτικές μεθόδους αποθήκευσης δεδομένων, με το DNA να αποτελεί μια ελκυστική λύση.
Το DNA είναι φυσικός τρόπος αποθήκευσης πληροφοριών, κωδικοποιώντας γενετικές οδηγίες που καθορίζουν τη ζωή και την ανάπτυξη των ζωντανών οργανισμών. Επιπλέον, η πυκνότητά του στην αποθήκευση δεδομένων είναι τουλάχιστον 1.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή των σύγχρονων SSD.
Αξιοσημείωτο είναι ότι οι επιστήμονες έχουν ήδη καταφέρει να αποθηκεύσουν 154 σονέτα του Σαίξπηρ, 52 σελίδες μουσικής του Μότσαρτ, και ένα επεισόδιο της σειράς “Biohackers” σε ελάχιστες ποσότητες DNA.
Μέχρι τώρα, η χρήση του DNA για αποθήκευση δεδομένων περιοριζόταν σε ερευνητικά πειράματα ή επικοινωνιακές ενέργειες, όμως η τεχνολογία φαίνεται να πλησιάζει στη στιγμή που θα γίνει εμπορικά διαθέσιμη. Το πρώτο βιβλίο που έχει γραφτεί σε DNA είναι ήδη στον εμπορικό τομέα, με τη διάθεσή του για 60 δολάρια.
Ο εκδοτικός οίκος Asimov Press παρουσίασε μια νέα ανθολογία δοκιμίων που συνδυάζει τη βιοτεχνολογία με την επιστημονική φαντασία, η οποία έχει κωδικοποιηθεί σε αλυσίδες DNA. Με μόλις 60 δολάρια, κάποιος μπορεί να αποκτήσει το φυσικό αντίτυπο του βιβλίου, το οποίο συνοδεύεται από μια μεταλλική κάψουλα που περιέχει το αποξηραμένο DNA του περιεχομένου του.
Για την κωδικοποίηση του βιβλίου στο DNA, ο Asimov Press συνεργάστηκε με την εταιρεία Catalog από τη Βοστόνη. Η Catalog δημιούργησε περίπου 500.000 μοναδικά μόρια DNA για να αποθηκεύσει τις 240 σελίδες του βιβλίου, οι οποίες αντιστοιχούν σε 481.280 bytes δεδομένων, σύμφωνα με το Wired.
Η παραδοσιακή μέθοδος αποθήκευσης δεδομένων στο DNA περιλαμβάνει την μετατροπή του δυαδικού κώδικα (0 και 1) ενός ψηφιακού αρχείου σε A (αδενίνη), C (κυτοσίνη), G (γουανίνη) και T (θυμίνη), τα τέσσερα βασικά συστατικά του DNA. Αυτή η διαδικασία συνίσταται στη χημική σύνθεση αλυσίδων DNA γράμμα προς γράμμα για να ανταποκριθούν στην επιθυμητή αλληλουχία.
Η Catalog, ωστόσο, χρησιμοποίησε μια διαφορετική μέθοδο, γνωστή ως συνδυαστική συναρμολόγηση, η οποία θυμίζει τη λειτουργία της τυπογραφικής μηχανής του Γουτεμβέργιου.
Αντί να δημιουργούν τη σύνθεση από το μηδέν, χρησιμοποιούν μικρά κομμάτια DNA που μπορούν να συναρμολογηθούν για να αναπαραστήσουν bits δεδομένων. Αυτά τα μικρά τμήματα DNA παράγονται σε μεγάλες ποσότητες και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται ένζυμα για την κωδικοποίηση των πληροφοριών πάνω τους.
Σύμφωνα με τον David Turek, επικεφαλής τεχνολογίας της Catalog, το κόστος κωδικοποίησης του βιβλίου και παραγωγής 1.000 αντιτύπων κυμαίνεται σε μερικές χιλιάδες δολάρια, χωρίς να δίνονται ακριβή στοιχεία.
«Αυτή είναι μια περίπτωση όπου κωδικοποιείς κάτι στο DNA μια φορά και μετά μπορείς να δημιουργήσεις απεριόριστα αντίγραφα, χρησιμοποιώντας τα εργαλεία της μοριακής βιολογίας», εξηγεί ο Turek. «Η διαδικασία είναι αρκετά απλή για να γίνει σε μεγάλη κλίμακα».
Μετά την κωδικοποίηση από την εταιρεία Catalog, τα μόρια DNA αποξηράνθηκαν και στάλθηκαν στη Γαλλία, όπου η εταιρεία βιολογικής αποθήκευσης Imagene τα τοποθέτησε σε κάψουλες από ανοξείδωτο χάλυβα. Η εσωτερική τους ατμόσφαιρα είναι αδρανής, χωρίς οξυγόνο ή υγρασία, γεγονός που επιτρέπει στο DNA να παραμείνει ανέπαφο για χιλιάδες χρόνια.
Για να «διαβαστούν» τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στο DNA, χρησιμοποιείται μια μηχανή αλληλουχίας, η οποία καθορίζει τη σειρά των βάσεων A, C, G και T. Η εταιρεία αλληλουχίας Plasmidsaurus, με έδρα το Σαν Φρανσίσκο, ανέλαβε την αποκωδικοποίηση του DNA και η αλληλουχία του είναι διαθέσιμη στους πελάτες που αποκτούν το βιβλίο. Η Asimov Press, όπως αναφέρει το Wired, έχει ήδη λάβει σχεδόν 500 προπαραγγελίες.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του DNA ως μέσο αποθήκευσης είναι η δυνατότητα να αποθηκεύεται σε μια κάψουλα και να παραμένει ανέγγιχτο για χρόνια, χωρίς να χρειάζεται να καταναλώνει ενέργεια. Ο Turek τονίζει ότι το DNA μπορεί να αντικαταστήσει τα ενεργοβόρα data centers, καθώς, σε αντίθεση με τους διακομιστές, δεν απαιτεί συνεχόμενη κατανάλωση ενέργειας για την αποθήκευση των δεδομένων.
Το DNA μπορεί να παραμείνει σε αδράνεια για πολλά χρόνια μέχρι να ανακτηθούν τα δεδομένα, αν και αυτό σημαίνει ότι δεν είναι ιδανικό για δεδομένα που χρειάζονται συχνή πρόσβαση. Παρ′ όλα αυτά, οι ερευνητές θεωρούν το DNA εξαιρετική επιλογή για την αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων αρχειακών δεδομένων που δεν απαιτούν άμεση ή συχνή ανάκτηση.
Πηγή: Wired