أعلن باحثون قائمون على مشروع استخدام جدائل الحمض النووي (دي إن إيه) كوسيط لتخزين البيانات والمعلومات، أنهم حققوا أربعة تطورات جديدة في هذا المشروع، تتعلق بخفض زمن التخزين على الحمض ليصبح أقل من أسبوع، بعد أن كان يستغرق وقتاً طويلاً غير محدد من قبل، وكذلك خفض كلفة إنتاج الوحدة الواحدة أو السلسلة الواحدة منه لتصبح أقل من 1000 دولار، بعد أن كان الرقم نحو ثلاثة مليارات دولار عند بداية تصنيع سلاسل أو خيوط هذا الحمض، إضافة إلى القدرة على إدارة المستودع الجيني للحمض النووي المصنع، فضلاً عن استخدام الزجاج في بناء شرنقة أو غلاف يحيط بجدائل الحمض ليحميها من التلف مع الوقت.

وذكر الباحثون أن هذه التطورات تعطيهم دفعة أمل جديدة للجهود الرامية لتحقيق الهدف النهائي المعلن للمشروع، وهو تخزين تريليون تيرابايت من البيانات والمعلومات على غرام واحد فقط من الحمض النووي.

مشروع استكشافي

وكانت كل من شركتي «مايكروسوفت» و«تويست بيو ساينس» وجامعة واشنطن، أعلنت بداية العام الجاري اتفاقها على تنفيذ مشروع بحثي يستكشف إمكانية استخدام الحمض النووي كوسيط تخزين للبيانات والمعلومات، وحين الإعلان عن البدء في المشروع ذكرت الأطراف المشاركة أن بواعث هذا المشروع تعود إلى أن كمية البيانات الرقميّة المنتجة عالمياً في الوقت الحالي تفوق مساحة التخزين المتاحة، فضلاً عن أن معدلات إنتاجها تتزايد مع الوقت.

وعلى الرغم من التحسينات على وسائط التخزين الحالية كالأقراص الصلبة والأقراص الضوئيّة، إلّا أنّ تخزين الكميات الهائلة من البيانات التي تنتج حالياً بصورة رقمية، يتطلّب ملايين عدّة من الوحدات التخزينيّة، وسيشغل حيّزاً مادياً كبيراً.

وللحفاظ على بيانات العالم هناك حاجة لتحقيق قفزة كبيرة في كثافة التخزين وفي زمن تخزين البيانات، وهنا يطرح الحمض النووي نفسه كبديل مناسب، إذ إنه يحقق كثافة تخزين هائلة جداً مقارنة بأي وسيط آخر، ويكفي أنه يسمح بتخزين تريليون تيرابايت من البيانات على غرام واحد من سلاسل الحمض النووي، كما يصل الحد الأدنى للتخزين عليه إلى 500 عام على الأقل.

المستودع الجيني

وكان موقعا صحيفة «واشنطن بوست» وشبكة zdnet.com المتخصصة في التقنية، نقلا عن أعضاء في فريق البحث قولهم إنه تم إنجاز أربعة تطورات جديدة في المشروع، إذ أوضح أستاذ علوم الحاسوب في جامعة واشنطن وأحد قادة المشروع، الدكتور لويس سيز، أن الفريق أنجز خطوة تم من خلالها تخزين 200 ميغابايت من البيانات على الحمض النووي، مشيراً إلى أن هذه التجربة قادت إلى استنتاجات عدة مهمة، أبرزها أنها طورت قدرة الفريق على إدارة أو التلاعب بالمستودع الجيني للحمض النووي المصنع، كما قدمت فهماً أفضل لنوعية الأخطاء التي تحدث أثناء عملية التخزين وكيفية التعامل معها، وكذلك المخاطر التي تتعرض لها البيانات والمعلومات بعد التخزين على الحمض النووي.

خفض الكلفة

أما مسؤولو شركة «تويست بيو ساينس» فقالوا إن الشركة تمكنت من خفض كلفة إنتاج جدائل الحمض النووي المستخدمة في التخزين إلى أقل من 1000 دولار لسلسلة الحمض الكاملة، و10 سنت لكل قاعدة حمض نووي منفردة، وهي أسعار أقل بكثير من الماضي، حينما كانت كلفة إنتاج سلسلة الحمض النووي كاملة تكلف ثلاثة مليارات دولار في تسعينات القرن الماضي. وعلى الرغم من هذا الخفض إلا أن مسؤولي الشركة يرون أنها لا تضمن الوصول إلى وسائط تخزين عملية تستخدم على المستوى التجاري الواسع النطاق.

زمن التخزين

بدوره، أشار الباحث بالمشروع وفي قسم الهندسة وعلوم الحاسوب بجامعة واشنطن، جيمس بورنهولت، إلى تطور ثالث، تمثل في إحداث تقدم بحل مشكلة الزمن المطلوب لتخزين المعلومات على الحمض النووي، والتي لاتزال من التحديات الكبرى أمام الفريق، إذ إن زمن التخزين يكاد يكون غير قابل للتحكم بكل دقة، نظراً للطبيعة البيولوجية للحمض، التي تجعل عملية التخزين تتم من خلال التفاعلات في سلسلة «البوليمرات» المستخدمة في الحمض. وقال إنه أمكن الوصول بهذه العملية لتصبح أقل من أسبوع للميغابايت الواحد، بعد أن كان الأمر خارج السيطرة، لافتاً إلى أن البحوث جارية في كل من علوم الحاسوب والعلوم البيولوجية لتخفيض زمن عملية التخزين أو تسكين البيانات والمعلومات على الحمض.

غلاف للحماية

من جهته، تحدث الدكتور المحاضر في قسم الكيمياء والعلوم البيولوجية التطبيقية في معهد البحوث السويسري بزيورخ، روبرت جراس، الذي يعمل بمشروع التخزين على الحمض النووي، عن تطور رابع في المشروع، وهو استخدام الزجاج في بناء شرنقة أو غلاف يحيط بجدائل الحمض النووي ليحميها من التعرض للتدهور والتلاشي بمرور الوقت، مبيناً أن هذا التطور عبارة عن محاكاة لما يحدث للحمض النووي الموجود بالحفريات الموغلة في القدم، والذي تتشكل حوله شرنقة أو خلاف من مواد تمنع عنه التعرض للتدهور والتدمير. وقال جراس إن الفريق استكشف هذه المواد، واختار نوعاً معيناً من الزجاج لعمل شرنقة فائقة الدقة حول جدائل الحمض النووي، لإطالة زمن صلاحيته لحفظ المعلومات بلا فقد، وكذلك للمساعدة في معالجة المشكلات التي تطرأ أثناء عملية التخزين والاسترجاع.

المصدر: الإمارات اليوم