בעוד שכמות המידע הדיגיטלי בעולם ממשיכה לגדול בקצב חסר תקדים, פתרונות האחסון המסורתיים מתקשים לעמוד בקצב. כעת, פיתוח חדש בתחום האחסון הביומולקולרי עשוי להציע חלופה ארוכת טווח וסקיילבילית לבעיה זו. חוקרים מאוניברסיטת Southern University of Science and Technology שבסין פיתחו אבטיפוס של קסטת אחסון מבוססת DNA, שעשויה לתת מענה לצרכי אחסון הנתונים של העתיד.
הקונספט מבוסס על התכונות הטבעיות של ה-DNA כמדיום לאחסון מידע. ה-DNA הוא חומר קומפקטי, יציב מבחינה כימית, ובעל יכולת לאחסן כמויות עצומות של מידע בנפח זעיר. לדוגמה, ה-DNA בתא אנושי אחד יכול תיאורטית להכיל כ-3.2 ג׳יגה-בייט של מידע דיגיטלי – שווה ערך לאלפי מסמכים או מספר קבצי מדיה, לפי TechXplore.
במאמר שפורסם בכתב העת Science Advances, הציגה קבוצת החוקרים ארכיטקטורת אחסון DNA חדשה, בהשראת קלטות שמע אנלוגיות. הקסטה הפיזית נבנתה מחומר פוליאסטר-ניילון, ועל גבי המשטח הודפסו מקטעים עם קודי ברקוד – המתפקדים כמו ספריות או תיקיות ומאפשרים לאתר מידע בצורה יעילה.
אחת הבעיות הידועות בשיטות קודמות של אחסון DNA הייתה שליפת המידע – ובעיקר, כיצד לאתר ולגשת במהירות למקטע הרצוי. דפוס הברקוד שבמערכת החדשה מסייע להתמודד עם אתגר זה על ידי יצירת אזורים בעלי כתובת לאורך הקלטת.
כדי לקודד נתונים, קבצים דיגיטליים מומרים לרצפי DNA באמצעות ארבעת הבסיסים הסטנדרטיים – אדנין (A), גואנין (G), ציטוזין (C) וטימין (T) – בתהליך הדומה לקידוד בינארי. לאחר מכן מצופה פני השטח של הקסטה בשכבת הגנה גבישית, שנועדה לשמר את יציבות ה-DNA לאורך זמן.
לצורך אימות המערכת, קידדו החוקרים תמונה דיגיטלית, אחסנו אותה על גבי קסטת ה-DNA, ובהמשך שלפו אותה בהצלחה עם תוצאה מדויקת.
על אף שהטכנולוגיה נמצאת עדיין בשלבי מחקר, היא מציעה פתרון חסכוני באנרגיה, עמיד וחוסך מקום, לאחסון ארוך-טווח של מידע או למידע שניגשים אליו לעיתים נדירות. ביישומים רחבי היקף, כמו מרכזי נתונים, המערכת יכולה להפחית את השטח הפיזי הנדרש ואת צריכת האנרגיה, תוך החלפת תשתיות מסורתיות באלטרנטיבה קומפקטית יותר.
אם תמשיך להתפתח, טכנולוגיית קסטות ה-DNA עשויה להפוך לחלק מהארגז הכלים הרחב לאחסון נתונים בר-קיימא בעשורים הקרובים.
