העתיד של דאטא: טכנולוגיית דנ"א ממזגת אחסון עם מחשוב

This post is also available in: English (אנגלית)

חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה ואוניברסיטת ג'ונס הופקינס פיתחו טכנולוגיה פורצת דרך המשתמשת בדנ"א לאחסון נתונים ולמחשוב, מעבר ליכולות של מערכות אלקטרוניות קונבנציונליות. גישה חדשה זו, המכונה "primordial DNA store and compute engine", מדגימה את הפוטנציאל של שימוש בדנ"א לאחסן נתונים באופן מאובטח במשך אלפי שנים ולבצע משימות חישוביות שבאופ מסורתי מבוצעות על ידי מכשירים אלקטרוניים.

שלא כמו טכנולוגיות מבוססות DNA קודמות, שיכלו לנהל רק משימות ספציפיות כמו אחסון או אחזור נתונים, מערכת חדשה זו משלבת פונקציות מרובות. היא לא רק מאחסנת מידע, אלא גם מבצעת חישובים, כגון פתרון חידות סודוקו ובעיות שחמט. דבר זה מושג באמצעות שיטה מתוחכמת של מניפולציה של נתונים באמצעות מולקולות דנ"א.

הטכנולוגיה ממנפת את ההתקדמות האחרונה במדע החומרים, וספציפית את הפיתוח של חומרים פולימרים רכים עם מבנים ייחודיים. חוקרים יצרו את מה שהם מכנים dendricolloids – מבנים פולימרים במיקרוסקייל המסתעפים לתוך סיבים בננוסקייל. מבנה זה, בעל שטח רב, מאפשר הנחת דנ"א בין הננו-פיברילים מבלי לאבד את צפיפות הנתונים, מה שמהווה יתרון מרכזי לאחסון נתונים.

אלברט קנג, מוביל הפרויקט ומחבר שותף של המחקר, הדגיש את החשיבות של התפתחות זו, והסביר כי מחשוב DNA עמד בפני האתגר של שילוב אחסון, אחזור וחישוב בתוך חומצות גרעין. מכשירים אלקטרוניים מסורתיים משתמשים ברכיבים מותאמים, אך השגת טווח דומה של פעולות עם DNA נחשבה כמעט בלתי אפשרית. הטכנולוגיה החדשה מאפשרת למשתמשים לבצע פונקציות רבות כמו אלה שקיימות במכשירים אלקטרוניים.

לדוגמה, משתמשים יכולים להעתיק מידע DNA משטח האחסון מבלי לפגוע ב-DNA עצמו. הם יכולים גם למחוק ולשכתב פיסות DNA ספציפיות, בדומה למחיקה ועדכון של מידע בכונן הקשיח. תכונה זו משמעותית משום שהיא מאפשרת יכולות מניפולציה מלאות של נתונים בתוך מערכת אחסון ה- DNA. החוקרים הסבירו כי DNA יכול לאפשר אחסון של כמות אדירה של דאטא, המקבילה למה שקיים אלף מחשבים ניידים, על אחסון DNA בגודל של מחק עיפרון.

המחקר, שכותרתו "A Primordial DNA Store and Compute Engine", פורסם בכתב העת Nature Nanotechnology. הוא מייצג צעד משמעותי קדימה בתחום הטכנולוגיה מבוססת DNA, המשלבת אחסון נתונים ארוך טווח עם פונקציות חישוביות באופן המאתגר את הגבולות המסורתיים של מערכות אלקטרוניות.