نعلم جميعًا أن الثورة القادمة في تخزين البيانات قد تأتي من الحمض النووي. نعم ، يبدو الأمر غريباً بعض الشيء بالنسبة للكثيرين منكم ، لكن هذا صحيح. في الآونة الأخيرة ، أدخل علماء جامعة هارفارد صورة GIF لحصان في البكتيريا الحية.
يا إلهي! العلماء قاموا للتو بتشفير صورة GIF في الحمض النووي
قد تأتي الثورة القادمة في تخزين البيانات من الحمض النووي. تثبت العديد من الدراسات أنه من الممكن تخزين واسترجاع النصوص والصور وحتى مقاطع الفيديو لهذه الجزيئات الأساسية للحياة.
حتى الآن ، تم تخزين البيانات في الحمض النووي الاصطناعي. لكن في مقال نُشر اليوم ، أظهر باحثو هارفارد كيف يمكن تسجيل المعلومات في الحمض النووي للبكتيريا الحية – بما في ذلك صورة GIF – واستعادتها بدقة 90٪.
للشفرة الجينية منطق مشابه للنظام الثنائي المستخدم في أجهزة الكمبيوتر. على الأقراص الصلبة ، يتم تمثيل البيانات بالأصفار والآحاد ؛ يستخدم الحمض النووي ، بدوره ، أربع قواعد كيميائية (A و T و C و G). ثم يمكن تمثيل الرقم 1 بواسطة زوج AT ، وسيكون الصفر هو مجموعة CG.
لكن كيف تكتب البيانات إلى خلية حية؟ هذا ممكن بفضل تقنية CRISPR ، وهي تقنية تستخدم الإنزيمات لقطع مناطق معينة من الحمض النووي بدقة وكفاءة نسبية.
هذه التقنية مستوحاة من آلية دفاع البكتيريا. عندما هاجمتهم الفيروسات ، قاموا بقطع أجزاء من الحمض النووي للغزاة للصق داخل الحمض النووي الخاص بهم ، كنوع من نظام المناعة.
يتم “تسجيل” هذه الهجمات في التسلسل الزمني العكسي لوقت وقوعها. أي أن التسلسلات تصبح سجلاً ماديًا حيًا لجميع الفيروسات المختلفة التي غزت الخلية.
استخدم فريق هارفارد هذه الآلية لتسجيل البيانات عن الحمض النووي لبكتيريا الإشريكية القولونية. أولاً ، قام العلماء بترميز الصور ومقاطع الفيديو – المكونة من وحدات البكسل بالأبيض والأسود – على شكل DNA.
بعد ذلك ، قاموا بتمرير تيار كهربائي إلى البكتيريا: يؤدي هذا إلى فتح قنوات صغيرة في جدار الخلية ، مما يسمح للحمض النووي الاصطناعي بالدخول. لذا فإن الإشريكية القولونية فعلت ما تفعله عادة: لقد أخذت الحمض النووي “الغازي” ودمجه في الجينوم الخاص بها. ثم تتكاثر الخلايا.
لاسترداد المعلومات ، قام الفريق بتسلسل الحمض النووي للإشريكية القولونية وأدخل البيانات في برنامج كمبيوتر ، والذي نجح في تكرار الصور الأصلية. إنها صورة يد. ومقطع من خمسة إطارات لـ Animal Locomotion ، ابتكره المصور Eadweard Muybridge في القرن التاسع عشر.
في الوقت الحالي ، لا يمكن لهذه الطريقة التعامل مع الكثير من المعلومات – الفيديو 36 × 26 بكسل فقط – لكنها واعدة. يقول جيف نيفالا ، المؤلف المشارك للدراسة ، لـ Wired أن هذا دليل على مفهوم للعمل المستقبلي مع CRISPR ، علاوة على ذلك ، “هدفنا الحقيقي هو السماح للخلايا بجمع معلومات عن نفسها وتخزينها في الجينوم الخاص بهم. يمكننا تحليلها لاحقًا.
حسنا، ماذا تعتقد بشأن هذا؟ ما عليك سوى مشاركة آرائك وأفكارك في قسم التعليقات أدناه.
