روش جدیدی برای ذخیره سازی DNA پدیدار شده است که به دنبال ایجاد انقلابی در روش های فعلی رمزگذاری داده ها در رشته های DNA است. تیمی از محققان دانشگاه پکن و سه موسسه تحقیقاتی دیگر اخیرا یافته های خود را منتشر کرده اند در مورد استفاده از متیلاسیون DNA برای جهش انتخابی “epi-bit” در رشته های DNA از قبل موجود. به زبان ساده، کار میکند، سریعتر از سایر روشهای DNA مینویسد، اما در حال حاضر از کاربردهای دنیای واقعی کمتر است.
DNA به طرز باورنکردنی متراکم اطلاعات است. DNA این می تواند تا 215 پتابایت داده در هر گرم را در خود جای دهد بر اساس کارآمدترین فرآیندهای کدگذاری DNA ما، نوشتن و خواندن داده ها برای DNA بسیار گران و بسیار کند است. رایج ترین فرآیندها برای قرار دادن داده ها بر روی DNA بر اساس سنتز “de novo” است. ساخت توالی های DNA سفارشی از ابتدا. در عوض، روش جدید epi-bit روی رشتههای موجود مینویسد و از نظر تئوری در زمان و هزینه در این فرآیند صرفهجویی میکند.
روش epi-bit از یک فرآیند طبیعی به نام متیلاسیون DNA استفاده می کند که از تکامل اپی ژنتیکی رشته های DNA که در طول زندگی تجربه می کنید، تقلید می کند. محققان 700 نوع متحرک DNA را از اسیدهای نوکلئیک برای شبیه سازی چاپ DNA از نوع متحرک ساختند. این روش را می توان به صورت دستی یا خودکار به دست آورد. محققان توانستند به طور خودکار یک تصویر اسکراب ببر چینی (16833 بیت) و یک تصویر پاندا (252504 بیت یا 31.5 کیلوبایت) را با سرعت 350 بیت در هر تعامل چاپ و بازیابی کنند.
داده ها با استفاده از یک سیستم بارکد DNA نوشته و ذخیره می شوند. بارکدهای DNA مشخص می کنند که قطعات داده در کجا ذخیره می شوند و می توان آنها را با سرعت و دقت مشخصی بازیابی کرد. نوشتن دستی روی DNA نیز یک فرآیند آسان است، حتی برای افراد غیر متخصص. یک سرویس ذخیره سازی داده های سفارشی به نام iDNAdrive توسط 60 داوطلب بدون پیشینه بیولوژیکی استفاده شد که همه آنها قادر بودند 5000 بیت داده متنی را به صورت دستی رمزگذاری کنند.
این روش ذخیرهسازی DNA از مزایای موجود ذخیرهسازی DNA، پایداری و چگالی طولانیمدت بهره میبرد و قابلیت برنامهریزی و مقیاسپذیری را اضافه میکند. با این حال، هنوز راه درازی در پیش دارد تا بتواند ذخیره سازی DNA را به طور گسترده مفید کند. نوشتن تصویر ببر و پاندا بر روی DNA “حدود 40 بیت در ثانیه” طول کشید. برای زمینه، یک هارد دیسک 1 ترابایتی به طور متوسط با سرعت نوشتن 160 مگابایت بر ثانیه یا حدود 30 میلیون بار سریعتر از روش epi-bit رتبه بندی می شود. اما قیمت رمزگذاری epi-bit از نظر تئوری 10 برابر کمتر از رمزگذاری de novo است، زیرا به جای ایجاد DNA جدید از ابتدا، فقط باید «قلم و جوهر» خریداری شود.
با استقبال مثبت فزاینده ای از حوزه خود، epi-bit ممکن است به عنوان یک رقیب برای نزدیک کردن ذخیره سازی داده های DNA به واقعیت تجاری پیروز شود. حوزه در حال رشد استارت آپ های ذخیره سازی DNA تشنه ابزارهای نوشتن سریع تر است، زیرا آنها تلاش می کنند تاسیس شوند آرشیو داده های DNA و محصولات جالب دیگر مانند Biomemory's 1000 دلار برای کارت ذخیره سازی DNA 1 کیلوبایتی.
منبع: https://www.tomshardware.com/pc-components/storage/new-dna-storage-tech-aims-for-215-000-tb-per-gram-goal-writes-to-the-epi-bits-of-existing-dna-with-movable-type-based-method
تحریریه مجله اچ پی