حافظه‌ي ذخيره‌سازي جاودان؛ چرا DNA آينده‌ي ذخيره‌ي داده‌ها است؟
شايد امروزه بهترين راهكار براي ذخيره‌ي داده‌ها استفاده از انواع هارد ديسك‌هايي باشد كه ارزش نسبتا مناسبي داشته و ظرفيت بالايي نيز دارند. اما عمده‌ترين اشكال اين حافظههاي ذخيره‌سازي، عمر كوتاه آن‌ها است كه در بهترين حالت شايد ۱۰ يا ۲۰ سال باشد. كمپاني Backblaze در حال انجام تستي است كه طي آن ۲۵٫۰۰۰ هارد درايو بصورت همزنان مورد استفاده قرار مي‌گيرند. با پايان عمر يكي از هارددرايو‌ها، گزينه‌ي معيوب با نمونه‌ي جديدتر جايگزين مي‌شود.
با توجه به اينكه اين آزمايش تنها براي پنج سال در حال انجام است، ارقام منتشر شده نشان از سائيدگي ۲۲ درصدي مجموع هارد درايوهاي مورد استفاده در چهار سال اخير دارند.
براساس اطلاعات ارائه شده توسط اين كمپاني، شايد شماري از اين هاردها بيش از يك دهه دوام بياورند، اما در مقابل شماري ديگر در كمتر از يك سال خراب مي‌شوند. اما نكته‌ي اصلي در مورد هارد درايوها، اين است كه اين حافظههاي ذخيره‌سازي براي هميشه باقي نمي‌مانند.
يك راه حل هميشگي
دانشمندان همچون هميشه براي حل اين اشكال رو به طبيعت آورده‌اند تا بهترين حافظه‌ي ذخيره‌سازي را كه مي‌تواند اطلاعات را براي ميليون‌ها سال ذخيره كند، پيدا كنند.
دانشمندان در انستيتو تكنولوژي فدرال زوريخ، معتقدند كه كليد حل اشكال ذخيره سازي داده‌ها براي ابد در DNA نهفته است. تك تك سلول‌هاي بدن انسان خود داراي الگوي DNA هستند.
يك گرم DNA ظرفيت ذخيره‌سازي تمام داده‌ي ذخيره شده در ديتاسنتر كمپاني‌هايي نظير فيس‌بوك و گوگل را دارا است و با اين وجود حتي مي‌تواند داده‌هاي بيشتري را نيز در خود جاي دهد. براي درك اين موضوع بهتر است به اين نكته توجه كنيد كه هر گرم DNA مي‌تواند ۴۵۵ اگزابايت داده در خود جاي دهد. هر اگزابايت داده برابر يك ميليارد گيگابايت است كه در اين صورت ظرفيت ذخيره‌سازي يك گرم DNA برابر با ۴۵۵ ميليارد گيگابايت اطلاعات مي‌شود.
داده‌هاي فسيل شده
فسيل‌سازي به فرآيندي اطلاق مي‌شود كه طي آن دانشمندان رشته‌ي DNA يك جانور را براي به دست آورن ژنوم كامل آن، فرآوري مي‌كنند. دانشمندان اخيرا موفق شده‌اند ژنوم مربوط به يك خرس قطبي ۱۱۰٫۰۰۰ هزار ساله را به دست آورند. همچنين بايد به دستيابي به ژنوم يك اسب ۷۰۰٫۰۰۰ ساله نيز اشاره كرد.
رابرت گراس، استاد دپارتمان شيمي و علوم زيستي متخصصدي عمده اشكال DNA را افت سريع اين ساختار عنوان كرده است. براساس اطلاعات ارائه شده، هدف از اين پروژه يافتن راه‌هايي براي ذخيره‌ي داده‌ها در ساختار DNA به‌همراه استفاده از امكان ماندگاري DNA يافت شده در فسيل‌ها است.
وي در اين خصوص به CNN گفت:
ما راه‌هاي بسيار خوبي را براي پايدار كردن DNA پيدا كرده‌ايم. ما در پي تركيب اين دو حوزه با يكديگر هستيم تا ظرفيت DNA را در كنار پايداري زنجيره‌ي ژن‌هاي سلولي در فسيل‌ها به دست بياوريم.
حافظه‌ي يك موجود زنده
فرآنيد آماده‌سازي DNA در واقعا نمودي از فرآيندي است كه در طبيعت نيز شاهد آن هستيم.
در فسيل‌ها شاهد قرار گرفتن DNA در محيطي خشك، خنك و محبوس هستيم كه اين موضوع را مي‌توان در كريستال‌هاي ميكروسكوپي نيز پياده‌سازي كرد كه در اين صورت داده‌ها براي چندين هزار سال در كريستال‌هاي ميكروسكوپي باقي خواهند ماند.
گراس در اين خصوص گفت:
محدوديت زماني پايداري DNA در فسيل‌ها برابر ۷۰۰٫۰۰۰ سال است، اما متخصص كارشناسان تخمين مي‌زنند كه در آينده مي‌توانند فسيل‌هايي را با قدمت بيش از يك ميليون سال پيدا كرد.
ما قادريم تا ميزان پوسيدگي DNAهاي خود را به اندازه‌ي DNAهاي ذخيره شده در فسيل‌ها برسانيم از اين رو مي‌توانيم به بازه‌هاي زماني چند ميليون ساله برسيم. پيدا كردن فسيل‌هايي با قدمت كمتر نتايج بسيار متحيركننده‌اي را براي دانشمندان در مورد فرآيند آماده‌سازي DNA در اختيار دانشمندان قرار داده است.
استخوان‌هاي پيدا شده در Sima de los Huesos در اسپانيا نتايج بسيار جالب توجهي را در اختيار متخصص كارشناسان قرار داده است. DNA موجود در ميتوكوندري قدمتي ۴۰۰٫۰۰۰ ساله داشته و ركوردي براي بقاي DNA انسان‌ها است.
باقي ماندن DNA انسان در محيط يك غار سرد براي ساليان دراز در كنار كشف اجساد يخ زده‌ي ماموت‌ها زير يخ در سيبري حقايق جديدي را در مورد ماندگاري DNA در طولاني مدت گشوده است.
گراس در اين خصوص مي‌گويد:
بسياري از جوانب DNA هنوز كشف نشده و تلاش دانشمندان در جهت دريافتن مكانيزم اين ماده است.
نگهداري در جاي خشك و خنك
يكي از مواردي كه هم‌اكنون براي متخصصان مشخص شده، اين نكته است كه اكسيژن و آب دشمن DNA به شمار مي‌روند. براساس تحقيقات صورت گرفته DNAهايي براي آزمايش در يك لوله در مجاورت آب و اكسيژن قرار داده شده‌اند. اين DNA ها تنها موفق شده‌اند كه براي سه سال دوام داشته باشند. قرار دادن DNA در كريستال‌هاي ميكروسكوپي و همچنين ايجاد شرايطي خشك و خنك شانس مقاومت DNA را بسيار افزايش مي‌دهد.
گراس به اين نكته اشاره كرده كه ساخت پوشش‌هايي در حول DNA با استفاده از مولكول‌هاي مواد سخت كه باعث ايجاد كريستال در حول DNA مي‌شود، شانس مقاومت DNA را بسيار افزايش خواهد داد و خود اين فرآيند نيز بسيار ساده است.
ذخيره‌سازي اولين داده‌ها
تيم محققيني كه روي اين فناوري كار مي‌كنند، در اولين تلاش خود موفق شده‌اند كه تنها ۸۳ كيلوبايت داده را در DNA ذخيره كنند.
براساس اطلاعات ارائه شده اطلاعات ثبت شده در DNA را مي‌توان تا ۱۰٫۰۰۰ سال ديگر ذخيره كرد. اين بازه‌ي زماني در صورتي كه DNA در محيطي سرد قرار گيرد، به ميليون‌ها سال نيز افزايش خواهد يافت.
هزينه‌ي مورد نياز براي ذخيره‌سازي ۸۳ كيلوبايت داده تقريبا برابر ۲٫۰۰۰ دلار است. گراس اميدوار است كه اين هزينه در آينده به شت كاهش يابد.
گراس در اين خصوص مي‌گويد:
ارزش ژنوم‌هاي انساني در سال‌هاي اخير از چند ميليون دلار به چند هزار دلار كاهش يافته است. از اين‌رو مطمئنا در سال‌هاي آينده نيز شاهد كاهش ارزش فرآيند ذخيره‌سازي داده‌ها روي DNA خواهيم بود.
وي پيشرفت‌هاي حاصل در زمينه‌ي علم پزشكي را نيز در مورد كاهش هزينه‌هاي ذخيره سازي داده‌ها بسيار موثر مي‌داند.
انديشه متخصصين شما در اين خصوص چيست؟ آيا در سال‌هاي آتي شاهد ذخيره‌سازي داده‌هاي حجيم در ديتاسنترهاي در قالب كد شده روي DNAها خواهيم بود؟ بشر با دست يافتن به اين فناوري در مرحله‌ي بعد چه اقدامي خواهد كرد؟ هم انديشي ها خود را با ما و دوستان خود به اشتراك بگذاريد.
هم انديشي ها