מלכת הקסטות: פיתוח חדש מאפשר לשמור את כל השירים שאי פעם הוקלטו

חוקרים בסין פיתחו לאחרונה טכנולוגיה חדשה המשלבת את היכולות של הדנ"א האנושי עם עיצוב בהשראת קלטות המוזיקה של שנות ה-80, ויצרו "קלטת דנ"א", שמסוגלת לאחסן כמות עצומה של מידע דיגיטלי - כ-36 פטה-בייט, שווה ערך ל-36,000 כונני טרה-בייט (!).

הקלטת, שפותחה על ידי צוות בראשות שינגיו ג'יאנג מאוניברסיטת דרום סין למדע וטכנולוגיה, יכולה לאחסן יותר משלושה מיליארד שירים, בהנחה שכל שיר תופס כ-10 מגה-בייט.

הטכנולוגיה מבוססת על שימוש במולקולות דנ"א סינתטיות כאמצעי אחסון. בדומה לקבצים דיגיטליים המורכבים מאפסים ואחדות, רצף הבסיסים בדנ"א (A, T, C, G) משמש לקידוד מידע. "אנחנו יכולים לעצב את רצף הדנ"א כך שייצג מידע דיגיטלי, בדומה לקוד במחשב", הסביר ג'יאנג. המשמעות היא שניתן לשמור על הקלטת כל סוג של קובץ – טקסט, תמונות, שירים או סרטונים. לצורך ההמחשה, אם נשווה זאת לספרייה, הדנ"א הוא הספר, והבסיסים הם המילים המרכיבות אותו.

אחד האתגרים בטכנולוגיות אחסון דנ"א קודמות היה הקושי לגשת למידע המאוחסן. כדי לפתור זאת, הוסיפו החוקרים ברקודים על גבי הקלטת, שמסייעים לאתר נתונים ספציפיים במהירות. "זה כמו למצוא ספר בספרייה", אמר ג'יאנג. "קודם מוצאים את המדף, ואז את הספר עצמו". בנוסף, הקלטת מצופה בשכבת הגנה מיוחדת, המכונה "שריון קריסטל", העשויה מחומר כימי בשם זאוליט אימידזולט. שכבה זו מונעת מהדנ"א להתפרק, ומאפשרת שמירת המידע למאות שנים ללא נזק.

למרות הדמיון החיצוני לקלטות המוזיקה הישנות, קלטת הדנ"א לא תפעל במכשירי ווקמן  ישנים. "הקלטת שלנו נושאת מולקולות דנ"א, לא אותות מגנטיים", הסביר ג'יאנקאי לי, חבר בצוות המחקר. "זה כמו לנסות 'לנגן' תמונה בפטיפון - הפורמטים שונים לגמרי". עם זאת, היכולת לאחסן כמות עצומה של מידע בצורה קומפקטית הופכת את הטכנולוגיה למבטיחה במיוחד.

הקלטת החדשה יכולה לשמש לארכיונים דיגיטליים, שבהם נדרשת שמירה ארוכת טווח של נתונים, כמו מסמכים ממשלתיים, מחקרים מדעיים או אוספי תרבות. החוקרים צופים כי בעתיד הקלטת תוכל לשמש לאחסון כמויות גדולות עוד יותר של מידע, תוך שיפור מהירות הגישה לנתונים. עם זאת, יש אתגרים שנותרו לפתור, כמו עלויות הייצור הגבוהות של דנ"א סינתטי וצורך במכשור מתקדם לקריאת המידע.

כך או כך, המחקר, שפורסם בכתב העת Science Advances, מהווה צעד נוסף בדרך לשילוב של ביולוגיה וטכנולוגיה, וייתכן שבעתיד נראה קלטות דנ"א בשימוש יומיומי לאחסון המידע שלנו.