سیستم DORIS و انقلابی در ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA

طبیعت در بسیاری از زمینه‌ها عملکرد بالاتری نسبت به فناوری دارد که یکی از آن‌ها، ذخیره‌سازی اطلاعات است. DNA می‌تواند حجم بالایی دیتا ذخیره کند و حالا به لطف توسعه سیستم «DORIS»، ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA مصنوعی می‌تواند کاربرد بیشتری در آینده داشته باشد.

هر گرم از DNA می‌تواند حاوی ۲۱۵ میلیون گیگابایت اطلاعات باشد و هر سلول از بدن، حجم بالایی از اطلاعات را به وسیله DNA نگهداری می‌کند. با توجه به این موضوع، محققان بدنبال ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA هستند و اعلام کرده‌اند که سیستم‌های فوق‌العاده متراکم می‌توانند تمام اینترنت که حجمی نزدیک به ۷۰۰ میلیارد گیگابایت دارد را درون یک جعبه کفش ذخیره کنند.

DNA علاوه بر ظرفیت بالا، عمر طولانی نیز دارد. بهترین حافظه‌های جامد و دیسک‌های بلوری در شرایط ایده‌ال می‌توانند حداکثر چندین دهه سالم باقی بمانند، اما داخل DNA شاید تا چندین میلیون سال اطلاعات را بدون هیچ مشکلی نگهداری کند.

در حالی که با یک ایده جذاب روبه‌رو هستیم، وجود برخی مشکلات در خواندن و نوشتن اطلاعات مانع از دستیابی به آن در مقیاس کلان می‌شود. با این حال محققان در دانشگاه ایالتی «کارولینای شمالی» به فناوری دست پیدا کرده‌اند که می‌تواند بر برخی محدودیت‌ها غلبه کند. «Albert Keung»، یکی از نویسندگان این مقاله اعلام کرده:

«اکثر سیستم‌های ذخیره اطلاعات در DNA برای دسترسی به فایل‌های ذخیره شده به «واکنش زنجیره‌ای پلیمراز» (PCR) وابسته هستند که اگرچه عملکرد بسیار بهینه‌ای در زمینه کپی کردن اطلاعات دارد، اما با چالش‌هایی همراه است. ما موفق به توسعه سیستمی با نام «عملیات پویا و ذخیره‌سازی اطلاعات با امکان استفاده مجدد» یا DORIS شده‌ایم که به PCR وابستگی ندارد. همین موضوع باعث رفع برخی مشکلات کلیدی در زمینه استفاده کاربردی از سیستم‌های ذخیره اطلاعات در DNA می‌شود.»

ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA

در سیستم‌ ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA ساخته شده روی PCR، اطلاعات در رشته‌های DNA رمزگذاری می‌شوند و بطور آزاد در «سوپ ژنتیکی» شنا می‌کنند. توالی اتصال‌دهنده اولیه به انتهای این رشته‌ها متصل شده‌اند و عملکردی مشابه نام فایل‌ها دارند. زمانی که به یک فایل نیاز داشته باشید، PCR برای جستجو میان این سوپ برای توالی اتصال‌دهنده اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس اطلاعات موجود در رشته‌های DNA بازیابی و کپی می‌شوند.

مشکل اصلی در این فرایند، نیاز به گرم کردن و سپس سردن کردن سوپ است تا DNA با رشته دوقلو از هم جدا شوند. این اقدام به صورت جداگانه باعث نابودی فایل اصلی می‌شود، بنابراین افزایش و کاهش دما باید درون آن ادغام شود که همین موضوع کاربرد آن را از بین می‌برد.

در مقاله جدید، محققان به سیستمی دست پیدا کرده‌اند که مشکلات قبلی را دور می‌زند. توالی اتصال‌دهنده اولیه در DORIS از یک DNA با دم تک رشته‌ای که در انتها آویزان است، ساخته شده. این ساختار مانع از شکافتن اطلاعات برای بازیابی فایل‌ها می‌شود.

DORIS می‌تواند در دمای اتاق کار کند که همین موضوع استفاده از آن برای توسعه فناوری‌های مدیریت اطلاعات در DNA را عملی‌تر می‌کند. در حال حاضر این سیستم یک اثبات مفهوم تاثیرگذار است، اما محققان قصد دارند که کارایی آن را بهبود دهند.

مطالب مرتبط

ویروس کرونا در مورچه‌خوار پولک‌دار شناسایی شد؛ حلقه مفقود انتقال کرونا به انسان

محققان با بررسی ژنوم پانگولین یا مورچه خوار پولک دار که غذای مورد علاقه برخی در آسیای شرقی است، به وجود دو گروه از ویروس های کرونا پی برده اند که با عامل بیماری کووید-۱۹ ارتباط تنگاتنگی دارند.شیوع روز افزون بیماری کووید-۱۹ در دنیا ناشی از گونه جدید ویروس کرونا به نام SARS-CoV-2 است که ظاهرا منشا... ادامه مطلب

تحلیل DNA تایید کرد که زنان وایکینگ جنگجویانی شجاع بوده اند

باستان شناسان اخیرا یک آرامگاه سنگی متعلق به وایکینگ ها را بررسی کرده اند که حاوی بقایای جسد یک جنگجوی زن در قرن دهم میلادی است و این اولین شواهد باستان شناسی در تایید جایگاه بالای زنان در فرهنگ وایکینگ هاست.این کشف توسط محققان دانشگاه های اوپسالا و استکهلم انجام شده و نتایج مربوط به... ادامه مطلب

کشف بیش از 300 ویروس بزرگ با قابلیت های عجیب

محققان چندین ویروس عجیب از نقاط مختلف دنیا کشف کردند. آنها باکتریوفاژ (فاژ) یا همان ویروس هایی را کشف کرده اند که به باکتری ها حمله کرده و آنها را از بین می برند. این جانداران بسیار کوچک از نظر ابعاد، بسیار بزرگ تر از ویروس های معمولی بوده و توانایی ها پیچیده ای دارند... ادامه مطلب

صندوق سرمایه‌گذاری جسورانه فیروزه به صورت رسمی آغاز به کار خواهد کرد

گروه مالی فیروزه پس از فعالیت‌های مختلف در زمینه سرمایه‌گذاری، این بار با چشم‌اندازی روشن دیگری و در راستای تداوم سرمایه‌گذاری‌های آتی اقدام به تاسیس صندوق سرمایه‌گذاری جسورانه کرده است.در نشست خبری آغاز فعالیت رسمی صندوق سرمایه گذاری جسورانه فیروزه که صبح امروز (۱۶ بهمن ماه) برگزار شد، «رادمان ربیعی» معاونت سرمایه‌گذاری جسورانه گروه مالی فیروزه... ادامه مطلب

کشف گونه جدید کوسه راه رونده در اندونزی [تماشا کنید]

محققان چهار گونه کوسه جدید کشف کرده اند که به کمک باله های خود در کف دریا «راه» می روند. این شیوه حرکتی در کوسه ها بسیار نادر بوده و برتری بزرگی به این جاندار برای شکار طعمه های کوچک می دهد.محققان این گونه های خارق العاده را در آب های استوایی مجمع الجزایر هند-استرالیا... ادامه مطلب

محاسبه جذر اعداد با کامپیوتر ساخته شده از DNA

دانشمندان با استفاده از سیستم شبه رایانه‌ای ساخته شده از DNA مهندسی شده، موفق به انجام محاسبات ریاضی شدند.زیست شناسان از اوایل سال ۱۹۹۴ استفاده از مواد ژنتیکی برای انجام محاسبات را پیشنهاد کرده اند. از آن زمان راه هایی برای ذخیره داده در DNA و دستکاری آنها با منطق شبیه به 0 و 1 دنیای کامپیوتر... ادامه مطلب

نظرات ۰

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟