לאורך ההיסטוריה האנושית אנשים המציאו כל מיני מערכות לאחסון נתונים - מכיתוב עם חרוטים ומסותתים וכלה בכוננים קשיחים ודיסק קומפקטי. אבל לכולם יש דבר אחד במשותף: בשלב מסוים הם מבזים.
זו הסיבה שחוקרים חיפשו למצוא אחסון נתונים עמיד יותר, כמו יהלומים ואפילו DNA. כעת לראשונה, כך מדווחת ג'ינה קולטה ב"ניו יורק טיימס ", מדענים מקודדים סרט קצר ב- DNA של תאים חיים בטכניקת עריכת הגנים CRISPR – Cas - מהלך שיכול להוביל להקלטה סלולרית של נתוני בריאות. הם פרסמו את תוצאותיהם השבוע בכתב העת Nature.
הרעיון שמאחורי אחסון נתונים של DNA הוא פשוט יחסית. בעוד שקבצים דיגיטליים מאוחסנים בעיקרם על ידי הקלטת סדרה של המספרים 0 ו- 1, ה- DNA יכול לאחסן את אותם נתונים על ידי קידוד המידע לארבע הגרעיונים, A, G, C ו- T.
כפי שמדווח רוברט שירות במדע, מדענים עשו זאת מאז 2012, אז הגנוטיקאים קידדו לראשונה ספר בן 52, 000 מילים ב- DNA. אף כי בתחילה לא היה יעיל, עם הזמן הטכנולוגיה השתפרה. במרץ, צוות חוקרים דיווח כי קידמו שישה קבצים, כולל מערכת הפעלה ממוחשבת וסרט לקטעי DNA סינתטיים.
למחקר האחרון הזה, החוקרים בחרו בסרט של סוס דוהר שתועד על ידי הצלם הבריטי אדוארד מויברידג 'בשנת 1878, אחת מתמונות התנועה הראשונות שצולמו אי פעם, שצולמה בניסיון להבין אם סוסים רצים אי פעם היו כל ארבע הרגליים מעל קרקע, אדמה.
החוקרים השתמשו במערכת CRISPR-Cas בכדי להעביר את ה- DNA לחיידקים. מערכת זו רותמת את כוחם של ההגנות החיסוניות של החיידקים לשנות את ה- DNA של החיידק, מסביר איאן מדגם ל- The Guardian . כאשר וירוסים פולשים, חיידקים שולחים אנזימים כדי לנתק את הקוד הגנטי של הנגיף. והיא משלבת שברי DNA של הנגיף במבנה משלה כדי לזכור את הפולש במקרה של התקפות עתידיות. מדענים יכולים לתפעל מערכת זו, ולשלוט על איזה פיסות DNA הטרמפ בגנום החיידקי.
החוקרים יצרו גדיל סינטטי של DNA המכיל בלוק בן חמש פריימים של הווידיאו הזה וכן תמונה של יד - אותיות הגרעינים המייצגים את הצל והמיקום של הפיקסלים של כל תמונה. "המדענים אז האכילו את גדילי ה- DNA לחיידק E. coli" כותב דוגמא. "החרקים התייחסו לרצועות ה- DNA כאל וירוסים פולשים והוסיפו אותם בצייתנות לגנום שלהם."
"מסרנו את החומר שקידד את תמונות הסוסים מסגרת אחת בכל פעם", מספר מדגם המוח הנוירולוגי של הרווארד. "ואז, כאשר רצף את החיידקים, הסתכלנו היכן המסגרות בגנום. זה אמר לנו את הסדר בו המסגרות צריכות להופיע. "
כפי שמדווח לדוגמא, החוקרים אפשרו לחיידקים להתרבות במשך שבוע, והעבירו את ה- DNA לאורך דורות רבים. כאשר הם רצפו את הגנום של החיידק הם הצליחו לשחזר את התמונות המקודדות ברמת דיוק של 90 אחוז.
אמנם זה יהיה מגניב שהטרילוגיה של שר הטבעות מקודדת ב- DNA שלך יום אחד, Shipman אומר לקולטה שזה לא באמת הטעם במחקר הספציפי הזה. במקום זאת, הוא מקווה שהטכניקה עשויה להוביל להקלטות מולקולריות שיכולות לאסוף נתונים מתאים לאורך זמן.
"אנחנו רוצים להפוך תאים להיסטוריונים", אומר שיפמן בהודעה לעיתונות. "אנו מדמיינים מערכת זיכרון ביולוגית שהיא קטנה בהרבה ומגוונת יותר מהטכנולוגיות של ימינו, שתעקוב אחר אירועים רבים באופן לא פולשני לאורך זמן."
בסופו של דבר, Shipman מקווה להשתמש בטכניקה כדי ללמוד את התפתחות המוח. במקום לנסות להתבונן בתאי מוח באמצעות טכניקות הדמיה או באמצעות ניתוחים, הקלטות המולקולריות הללו אוספות נתונים לאורך זמן מכל תא במוח, אשר אז יוכלו לפענח על ידי החוקרים.
אבל היום הזה הוא עדיין דרך חופשית והמחקר הנוכחי הוא רק הוכחה למושג. "מה שזה מראה לנו זה שאנחנו יכולים להכניס את המידע, אנחנו יכולים להוציא את המידע, ואנחנו יכולים להבין איך התזמון עובד גם", אומר Shipman ל- Sample.
בעוד שספמן מתמקד בבריאות, עולם הטק גם שם לב למחקרי ה- DNA הללו. אנטוניו רגאלאדו ב- MIT Technology Review מדווח כי בחודש מאי, מיקרוסופט הודיעה כי היא מפתחת מכשיר לאחסון DNA ומקווה שתהיה גרסה כלשהי שלו עד סוף העשור. יתרונות אחסון ה- DNA די ברורים, מדווח רגאלדו. לא רק ה- DNA נמשך פי אלף יותר ממכשיר סיליקון, הוא יכול להכיל כמיליון בתים של נתונים במילימטר קוב אחד. כל סרט שנעשה אי פעם יכול היה להיות מאוחסן במכשיר קטן מקוביית הסוכר. הצעד עשוי בסופו של דבר לסיים את ימיהם של מרכזי נתונים מאסיביים ומוצצי אנרגיה הנדרשים לעקוב אחר כל דבר, החל מספרות נהדרת ועד צילומי חופשה.
