Καθώς οι απαιτήσεις για αποθήκευση δεδομένων αυξάνονται με έναν άνευ προηγουμένου ρυθμό, λόγω της γενετικής τεχνητής νοημοσύνης και του μετασύμπαντος, μεταξύ άλλων, οι παραδοσιακές τεχνολογίες αποθήκευσης φτάνουν στα όριά τους. Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη μιας τεχνολογίας αιχμής που υπόσχεται να φέρει «επανάσταση» στον τρόπο αποθήκευσης και πρόσβασης σε πληροφορίες: στην αποθήκευση ψηφιακών δεδομένων σε μόρια DNA.
Tο DNA είναι ο τρόπος που επιλέγει η φύση να αποθηκεύει δεδομένα. Κωδικοποιεί γενετικές πληροφορίες και καθορίζει το σχέδιο της ζωής κάθε όντος στη γη. Με το DNA ως μέσο αποθήκευσης, μπορούμε τώρα να συσκευάσουμε μια τεράστια ποσότητα δεδομένων σε έναν απίστευτα μικρό χώρο, σε ένα μικροσκοπικό βιολογικό πακέτο.
Για παράδειγμα, ένα γραμμάριο DNA μπορεί να αποθηκεύσει έως και 455 exabyte δεδομένων. Επιπλέον, το DNA είναι τουλάχιστον 1.000 φορές πιο συμπαγές από τους σκληρούς δίσκους.
Και εδώ έρχεται η είδηση! Τώρα μπορεί κάποιος/α να αγοράσει το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο βιβλίο γραμμένο σε DNA. Την περασμένη βδομάδα, η Asimov Press έκανε
το ντεμπούτο της με μια ανθολογία 9 βιοτεχνολογικών δοκιμίων και 3 έργων επιστημονικής φαντασίας κωδικοποιημένα σε κλώνους DNA. Με 60 $ μπορεί κάποιος να αγοράσει ένα κοινό αντίγραφο του βιβλίου συν το αντίστοιχο νουκλεϊκό οξύ, μια μεταλλική κάψουλα γεμάτη με αποξηραμένο DNA. Για την κωδικοποίηση του βιβλίου σε DNA, η Asimov Press συνεργάστηκε με την εταιρεία Catalog στη Βοστώνη, η οποία δημιούργησε περίπου 500.000 μοναδικά μόρια DNA για να κωδικοποιήσει τις 240 σελίδες του βιβλίου, που αντιπροσωπεύουν 481.280 byte δεδομένων.
Η βασική ιδέα πίσω από την αποθήκευση δεδομένων σε DNA είναι η ψηφιακή μετατροπή πληροφοριών στον κώδικα των τεσσάρων γραμμάτων (αζωτούχων βάσεων) του μορίου, δηλαδή σε αδενίνη (Α), κυτοσίνη (C), γουανίνη (G) και θυμίνη (Τ). Αυτός ο κώδικας μπορεί στη συνέχεια να συντεθεί σε πραγματικά μόρια DNA, τα οποία μπορούν να αποθηκευτούν σε διάφορες μορφές (όπως π.χ. σε ένα υγρό διάλυμα) ή να ενσωματωθούν σε ένα συνθετικό υλικό. Για να ανακτήσουν τις πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στο DNA οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν την αλληλουχία των A, C, G και T και να την μετατρέψουν σε ψηφιακά δεδομένα.
Η Catalog χρησιμοποιεί μια μέθοδο που ονομάζεται συνδυαστική συναρμολόγηση, την οποία παρομοιάζει με το τυπογραφείο του Gutenberg. Παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο τα γράμματα μπορούν να τακτοποιηθούν για να σχηματίσουν λέξεις, η Catalog δημιούργησε ένα αλφάβητο από κομμάτια DNA που μπορούν να συναρμολογηθούν. Η εταιρεία κατασκευάζει αυτά τα αποσπάσματα DNA μαζικά και στη συνέχεια χρησιμοποιεί ένζυμα για να κωδικοποιήσει πληροφορίες σε αυτά. Ο David Turek, επικεφαλής της Catalog, είπε ότι η κωδικοποίηση του βιβλίου σε DNA και η παραγωγή των αντιτύπων του κόστισαν χιλιάδες δολάρια. Μέχρι στιγμής η Asimov Press έχει πουλήσει σχεδόν 500 προπαραγγελίες μέχρι στιγμής.
«Αυτή είναι μια περίπτωση όπου κωδικοποιείς κάτι στο DNA μία φορά και μπορείς να φτιάξεις όσα αντίγραφα θέλεις χρησιμοποιώντας τα εργαλεία της μοριακής βιολογίας», λέει ο Turek στο WIRED.
{https://www.youtube.com/watch?v=m5RfjTH5zUY}
Αφού η Catalog έκανε την κωδικοποίηση, τα μόρια DNA αποξηράθηκαν σε σκόνη και στάλθηκαν στη Γαλλία, όπου η Imagene μια εταιρεία που ειδικεύεται σε ανθεκτικές λύσεις αποθήκευσης σε θερμοκρασία δωματίου, συσκεύασε τα μόρια σε σφραγισμένες με λέιζερ κάψουλες από ανοξείδωτο χάλυβα με αδρανή εσωτερική ατμόσφαιρα, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει οξυγόνο ή υγρασία μέσα. Σε αυτή την κατάσταση το DNA μπορεί να διατηρηθεί για χιλιάδες χρόνια.
Τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στο DNA «διαβάζονται» με μια μηχανή προσδιορισμού αλληλουχίας, η οποία καθορίζει τη σειρά αυτών των τεσσάρων γραμμάτων (αζωτούχων βάσεων) του μορίου, δηλαδή σε αδενίνη (Α), κυτοσίνη (C), γουανίνη (G) και θυμίνη (Τ). Η εταιρεία προσδιορισμού αλληλουχιών Plasmidsaurus με έδρα το Σαν Φρανσίσκο προσφέρθηκε να κάνει αυτήν την αποκωδικοποίηση και έτσι κατέστησε την αλληλουχία DNA διαθέσιμη στους πελάτες που αγοράζουν το βιβλίο. Μπορεί κάποιος/α να δει την αλληλουχία DNA του βιβλίου στον ιστότοπο της CATALOG.
Η εταιρεία έφτιαξε 1.000 κάψουλες DNA συνολικά. Κάθε κάψουλα συνοδεύεται από ένα εκτυπωμένο αντίγραφο του βιβλίου. Οι προπαραγγελίες είναι ακόμη ανοιχτές και οι πρώτες παραγγελίες θα αποσταλούν τον Φεβρουάριο. Μάλιστα, το πρώτο βιβλίο εξαντλήθηκε και η εταιρεία, όπως αναφέρει στον ιστότοπό της δεν σκοπεύει να κάνει επιπλέον εκδόσεις.
Ο Turek λέει στο WIRED ότι το DNA θα μπορούσε ενδεχομένως να αντικαταστήσει τα εκτεταμένα κέντρα δεδομένων που καταναλώνουν τεράστια ποσά ενέργειας. Σε αντίθεση με την αποθήκευση δεδομένων σε διακομιστές, η οποία απαιτεί συνεχή χρήση ενέργειας, μια κάψουλα γεμάτη DNA μπορεί να παραμείνει σε ένα ράφι για χρόνια μέχρι να ανακτηθούν τα δεδομένα του μορίου, χωρίς να χρειάζεται ενέργεια.
Ωστόσο, το DNA δεν είναι το ιδανικό μέσο για την αποθήκευση δεδομένων για συχνή πρόσβαση. Αλλά οι ερευνητές φαντάζονται ότι θα μπορούσε να είναι ένας ιδανικός τρόπος για τη διατήρηση μεγάλων ποσοτήτων αρχειακών δεδομένων.
Πάντως η Asimov Press εταιρεία διευκρινίζει ότι το βιβλίο της δεν είναι το πρώτο που γράφτηκε σε DNA. Τα εύσημα πάνε στον George Church και το βιβλίο του, Regenesis , το οποίο συνέγραψε με τον Ed Regis και δημοσίευσε το 2012. Λίγο αργότερα, μια ομάδα επιστημόνων του Κέιμπριτζ κωδικοποίησαν σε DNA ολόκληρη τη συλλογή των 154 σονέτων του Σαίξπηρ καθώς και ένα ηχητικό αρχείο της ομιλίας «I Have A Dream» του Μάρτιν Λούθερ Κινγκ. Το 2022, η CATALOG (η συνεργάτης της Asimov Press σε αυτό το έργο) κωδικοποίησε 8 από τις τραγωδίες του Σαίξπηρ, που αποτελούνταν από περισσότερες από 200.000 λέξεις κειμένου, σε έναν μόνο δοκιμαστικό σωλήνα. Κατασκεύασαν επίσης και δοκίμασαν μεθόδους για να αναζητούν αυτό το DNA, με ένα είδος βιολογικής εντολής τύπου “Ctrl + F”.
