به عصر تراشه های مبتنی بر DNA نزدیک می‌شویم

مولکول وراثتی DNA به دلیل توانایی خود در ذخیره مقادیر زیادی از اطلاعات در مدت زمانی طولانی و در یک فضای بسیار کوچک، مشهور است. بنابراین، دانشمندان می‌خواهند برای اهداف فناورانه و بایگانی طولانی‌مدت داده‌ها، توسعه تراشه‌های مبتنی بر  DNA در فناوری رایانه‌ای را دنبال کنند. چنین تراشه‌هایی از نظر چگالی ذخیره‌سازی، طول عمر و پایداری، نسبت به تراشه‌های مبتنی بر سیلیکون، دارای برتری هستند.

در هر رشته DNA، چهار بلوک سازنده اساسی تکرار شونده، یافت می‌شود. در واقع دنباله خاصی از این بلوک‌ها می‌تواند برای رمزگذاری اطلاعات استفاده شود؛ درست مانند طبیعت.

برای ساخت یک تراشه مبتنی بر دی ان ای، رشته‌های کد شده DNA، باید سنتز و تثبیت شوند. اگر این روش به خوبی اجرا شود، اطلاعات برای مدت بسیار طولانی حفظ می‌شوند. این کاری است که طبیعت از شروع حیات روی زمین آن را توسعه داده است که در آن اطلاعات را می‌تواند با خواندن خودکار و رمزگشایی دنباله این چهار بلوک اصلی، اطلاعات را بازیابی کند.

چالش های ذخیره سازی داده های DNA

پروفسور توماس دندکر، رئیس کرسی بیوانفورماتیک در دانشگاه جولیوس ماکسیمیلیان وورتسبورگ می‌گوید: «این واقعیت که ذخیره‌سازی DNA دیجیتال با ظرفیت بالا و طول عمر طولانی امکان‌پذیر است، چندین بار در سال‌های اخیر ثابت شده است؛ اما هزینه‌های ذخیره‌سازی بالا است، نزدیک به ۴۰۰ هزار دلار آمریکا در هر مگابایت. به علاوه، روند بازیابی اطلاعات ذخیره شده در DNA بسیار کند است و بسته به میزان داده ها، این روند ممکن است ساعت‌ها و روزها طول بکشد.»

این چالش‌ها باید برطرف شود تا ذخیره‌سازی داده‌های DNA کاربردی‌تر و قابل فروش‌تر باشد. ابزارهای مناسب برای این کار آنزیم‌های کنترل شده با نور و نرم افزار طراحی شبکه پروتئینی هستند.

تیم تحقیقاتی توماس دندکر، متقاعد شده‌اند که DNA به عنوان یک روش ذخیره‌سازی اطلاعات، آینده‌ بسیار خوبی امیدوار کننده‌ای دارد. در مقاله‌ای که این گروه نوشته‌اند، نشان داده شده که چگونه ترکیبی از زیست‌شناسی مولکولی، نانوتکنولوژی، پلیمرهای جدید، الکترونیک و اتوماسیون، همراه با توسعه سیستماتیک می‌تواند تا چند سال آینده ذخیره‌سازی داده‌های DNA را امکان‌پذیر کند.

توسعه نوآورانه تراشه DNA

در مرکز زیستی دانشگاه وورتسبورگ، تیم آقای دندکر، در حال توسعه تراشه‌های DNA هستند که از نانوسلولز نیمه‌رسانا و باکتریایی تولید می‌شوند. او می‌گوید: «با اثبات روشی که در حال اجرای آن هستیم، می‌توانیم نشان دهیم که چگونه می‌شود الکترونیک و فناوری رایانه‌ای فعلی را تا حدی با اجزای بیولوژیکی مولکولی جایگزین کرد. با استفاده از روش ما، پایداری، قابلیت بازیافت کامل و استحکام بالا حتی در برابر پالس‌های الکترومغناطیسی یا قطع برق، به دست آوردنی است. از طرف دیگر حتی می‌توان به تراکم ذخیره‌سازی بالا یعنی تا یک میلیارد گیگابایت در هر گرم DNA دست یافت.

ما در درازمدت تنها زمانی به عنوان یک تمدن دوام خواهیم آورد که به این نوع جدید از فناوری رایانه‌ای پایدار که ترکیب زیست‌شناسی مولکولی با الکترونیک و فناوری پلیمری جدید است، جهش کنیم.

توماس دندکر

آقای دندکر اضافه می‌کند: «آنچه برای بشریت مهم است حرکت به سمت اقتصاد دایره‌ای هماهنگ با مرزهای سیاره‌ای و محیط زیستی است. ما باید طی ۲۰ تا ۳۰ سال آینده به این هدف برسیم.»

واقعیت این است که فناوری‌های پایدار برای تولید تراشه‌های بدون زباله‌ الکترونیکی و آلودگی زیست‌محیطی، هنوز به بلوغ خود نرسیده‌اند؛ اما کار جدید این دانشمندان، سهم ارزشمندی در این امر دارد.

بهبود بیشتر رسانه های ذخیره سازی DNA

تیم دندکر، در حال کار بر روی ترکیب تراشه‌های DNA ساخته شده از نانوسلولز نیمه‌رسانا با آنزیم‌هایی که خودشان طراحی کرده‌اند، هستند. او می‌گوید: «ما می‌خواهیم به کنترل هرچه بهتر بر محیط ذخیره‌سازی DNA دست پیدا کنیم و حتی اطلاعات بسیار بیشتری روی آن ذخیره کنیم؛ اما در عین حال، در هزینه‌ها نیز صرفه‌جویی کنیم. بنابراین ما با این کار، گام به گام  به استفاده عملی از این فناوری برای ذخیره‌سازی اطلاعات در زندگی روزمره، نزدیک‌تر خواهیم شد.»

امتیازی به این نوشته بدهید
منبع scitechdaily.com
ممکن است شما دوست داشته باشید
اشتراک در
اطلاع از
guest

0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
0
افکار شما را دوست داریم، لطفا نظر دهید.x
//