[ad_1]
افتح ملخص المحرر مجانًا
رولا خلف، محررة الفايننشال تايمز، تختار قصصها المفضلة في هذه النشرة الأسبوعية.
طور العلماء تقنية جديدة لاستخدام الشفرة الوراثية للحمض النووي لتخزين البيانات، مما يعزز البحث عن حلول قوية لحفظ كميات متزايدة من المعلومات الرقمية بتكلفة أقل وبشكل مستدام.
ويُنظر إلى الحمض النووي على أنه خلاص محتمل للاقتصادات التي تعتمد على البيانات لأنه مستقر ويمكن لجرام واحد فقط منه تخزين ما يعادل حوالي 10 ملايين ساعة من الفيديو عالي الوضوح نظريًا.
والآن، استخدم باحثون من مؤسسات أمريكية وصينية وألمانية تفاعلًا كيميائيًا بسيطًا لتقليد النظام الثنائي لأجهزة الكمبيوتر التقليدية، مما يتيح طباعة المعلومات على الحمض النووي بدقة جيدة وأسرع بكثير من الطرق التقليدية.
وقال لونج تشيان، المؤلف المشارك لهذا العمل، إن التكنولوجيا الجديدة الواعدة، التي نُشرت في دورية Nature يوم الأربعاء، ينبغي أن تتيح “تطبيقات حقيقية” لتخزين الحمض النووي، مما يضع ضغطًا أقل على الكهرباء والموارد الأخرى.
وقال تشيان، الباحث في مركز البيولوجيا الكمية بجامعة بكين الصينية: “إن تقنيات تخزين البيانات الحالية ببساطة (لا تستطيع) تخزين وحفظ الكميات الهائلة من البيانات التي نجمعها وننتجها كل يوم”. “إذا كان سيتم تخزين البيانات لأكثر من 50 عامًا. . . إن حفظ البيانات في الحمض النووي سيكون أرخص من استخدام وصيانة محركات الأقراص الصلبة.
كانت المحاولات السابقة لحفظ المعلومات المتعلقة بالشفرة الجينية الاصطناعية تستغرق وقتا طويلا، ومكلفة، وعرضة للأخطاء.
في هذا المشروع، استغل العلماء عملية كيميائية طبيعية تُعرف باسم المثيلة لتعديل وحدات البناء البيولوجية في الحمض النووي المعروفة باسم القواعد. وبما أن هذا يعني أن القواعد كانت إما ميثلة أو غير ميثلة، فقد أعطاها ذلك حالتين محتملتين لتشفير المعلومات – مثل القيم الثنائية 0 و1 المستخدمة بواسطة أجهزة الكمبيوتر.
الميزة المحتملة لعملية المثيلة هي بساطتها مقارنة بالطرق التقليدية لتخزين بيانات الحمض النووي، والتي تنطوي على بناء كميات متزايدة من الشفرة الجينية الجديدة. استخدم الباحثون تقنيتهم لتخزين صور مثل صورة ملونة للباندا وفرك – نسخة من نسيج السطح – لنمر تم صنعه خلال عهد أسرة هان الصينية.
على اليسار، صورة لنمر يفرك تم استخدامه لإنشاء الصورة المخزنة. على اليمين، صورة من الورقة تظهر استعادة صورة النمر مع تطورات خوارزمية متعددة © Long Qian/Nature
وقال تشيان إنه إذا كانت تقنيات تخزين بيانات الحمض النووي الحالية تشبه ربط عقد في حبل لتسجيل المعلومات، فإن النهج الجديد كان يعادل الطباعة بالحروف المتحركة. وأضافت أن الباحثين قدروا أن استراتيجية التشفير الخاصة بهم يمكن أن تكون أسرع بـ 10000 مرة من الأساليب الحالية وبجزء صغير من التكلفة.
“إن العملية أشبه بـ “المطبعة” وأقل شبهاً بـ “ترك أثر من فتات الخبز”. وقال نيك جولدمان، أحد كبار العلماء في المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحيوية: “الأمل هو جعل الأشياء صغيرة وسريعة ومتينة وغير ضارة بالبيئة وغير مكلفة”، مضيفًا أنه ستكون هناك حاجة إلى مزيد من التقييم لسرعة النظام وتكاليفه.
وبفضل الاستخدام المتزايد للذكاء الاصطناعي، فإن كمية البيانات التي يتم توليدها سنويا تصل الآن إلى زيتابايت، أو تريليونات الجيجابايت. ويؤدي هذا إلى زيادة الضغوط على سعة التخزين الرقمي، فضلا عن زيادة الطلب الهائل على الكهرباء من مراكز البيانات في العالم.
تسعى بعض الشركات مثل أمازون وجوجل ومايكروسوفت إلى إبرام صفقات لإمدادات الطاقة النووية لتلبية احتياجاتها من البيانات السحابية.
تتمتع تقنية تخزين بيانات الحمض النووي الجديدة “بالقدرة على تجاوز قيود الوقت والتكلفة الخاصة بالطرق التقليدية”، وفقًا لتعليق مصاحب نُشر أيضًا في مجلة Nature.
لكن هذه الطريقة لا تزال تواجه أسئلة، حسبما قال مؤلفا التعليق كارينا إمبورجيا وجيف نيفالا من جامعة واشنطن. وتضمنت هذه العوامل الاستقرار طويل الأمد للقواعد المعدلة كيميائيًا والعمليات المعقدة اللازمة لنسخها وقراءتها في بعض الظروف.
وجاء في تعليقهم أن “التكلفة الإجمالية للنظام الجديد تتجاوز تكلفة تخزين بيانات الحمض النووي التقليدية وأنظمة التخزين الرقمية، مما يحد من التطبيقات العملية الفورية”. “إن معالجة القضايا العالقة ستساعد في جعل النظام أكثر قابلية للتطوير وأكثر عملية لمجموعة واسعة من الاستخدامات.”
[ad_2]
المصدر