બાયોટેકનોલોજી હજારો વર્ષો સુધી વિશાળ માત્રામાં ડેટા સ્ટોર કરવામાં મદદ કરશે

આજકાલ, આપણે આપણા ખિસ્સામાં રહેલા નાના કમ્પ્યુટર્સમાંથી માનવતાના તમામ જ્ઞાનને એક્સેસ કરી શકીએ છીએ. આ તમામ ડેટા ક્યાંક સંગ્રહિત કરવાનો હોય છે, પરંતુ વિશાળ સર્વર્સ ઘણી બધી ભૌતિક જગ્યા લે છે અને ઘણી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. હાર્વર્ડના સંશોધકોએ કાર્બનિક અણુઓનો ઉપયોગ કરીને માહિતી વાંચવા અને લખવા માટે એક નવી સિસ્ટમ વિકસાવી છે જે હજારો વર્ષો સુધી સંભવિતપણે સ્થિર અને કાર્યશીલ રહી શકે છે.

ડીએનએ એ પ્રાકૃતિક વિશ્વમાં માહિતી સંગ્રહિત કરવા માટેનું એક સાધન છે - તે એક નાના પરમાણુમાં વિશાળ માત્રામાં ડેટા સ્ટોર કરી શકે છે અને અત્યંત સ્થિર છે, યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં હજારો વર્ષો સુધી ટકી રહે છે. તાજેતરમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ પેન્સિલની ટોચ પર ડીએનએમાં ડેટા રેકોર્ડ કરીને, સ્પ્રે પેઇન્ટના કેનમાં અને જીવંત બેક્ટેરિયામાં ડેટા છુપાવીને પણ આ ક્ષમતાની શોધ કરી છે. પરંતુ માહિતી વાહક તરીકે ડીએનએનો ઉપયોગ કરવામાં અવરોધો છે; તેને વાંચવું અને લખવું એ એક જટિલ અને ધીમી પ્રક્રિયા છે.

નવા અભ્યાસના લેખકોમાંના એક બ્રાયન કેફર્ટી કહે છે, "અમે એવી વ્યૂહરચનાનો ઉપયોગ કરવા જઈ રહ્યા છીએ જે સીધા જીવવિજ્ઞાનમાંથી વિચારોને ઉધાર લેતી નથી." "તેના બદલે, અમે કાર્બનિક અને વિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્ર માટે સામાન્ય તકનીકો પર આધાર રાખ્યો અને એક અભિગમ વિકસાવ્યો જે માહિતીને એન્કોડ કરવા માટે નાના, ઓછા પરમાણુ-વજનના અણુઓનો ઉપયોગ કરે છે."

ડીએનએને બદલે, સંશોધકોએ ઓલિગોપેપ્ટાઈડ્સનો ઉપયોગ કર્યો, વિવિધ સંખ્યામાં એમિનો એસિડથી બનેલા નાના અણુઓ. નવા સ્ટોરેજ માધ્યમનો આધાર માઇક્રોપ્લેટ છે - 384 નાના કોષો સાથેની મેટલ પ્લેટ. માહિતીના એક બાઈટને એન્કોડ કરવા માટે દરેક કોષમાં ઓલિગોપેપ્ટાઈડ્સના વિવિધ સંયોજનો મૂકવામાં આવે છે.

મિકેનિઝમ બાઈનરી સિસ્ટમ પર આધારિત છે: જો કોઈ ચોક્કસ ઓલિગોપેપ્ટાઈડ હાજર હોય, તો તેને 1 તરીકે વાંચવામાં આવે છે, અને જો નહીં, તો પછી 0 તરીકે વાંચવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે દરેક કોષમાંનો કોડ એક અક્ષર અથવા છબીના એક પિક્સેલને રજૂ કરી શકે છે. કોષમાં કયું ઓલિગોપેપ્ટાઈડ હાજર છે તે ઓળખવાની ચાવી તેનું દળ છે, જે માસ સ્પેક્ટ્રોમીટરનો ઉપયોગ કરીને મેળવી શકાય છે. 

તેમના પ્રયોગોમાં, સંશોધકો 400 KB માહિતીને રેકોર્ડ કરવા, સાચવવામાં અને વાંચવામાં સક્ષમ હતા, જેમાં લેક્ચર ટ્રાન્સક્રિપ્ટ, એક ફોટોગ્રાફ અને એક ચિત્રનો સમાવેશ થાય છે. ટીમના જણાવ્યા મુજબ, સરેરાશ લેખન ઝડપ આઠ બિટ્સ પ્રતિ સેકન્ડ હતી અને વાંચવાની ઝડપ 20 બિટ્સ પ્રતિ સેકન્ડ હતી, જેની ચોકસાઈ 99,9% હતી.

વૈજ્ઞાનિકોનું કહેવું છે કે નવી સિસ્ટમના અનેક ફાયદા છે. ઓલિગોપેપ્ટાઈડ્સ સેંકડો અથવા હજારો વર્ષો સુધી સ્થિર હોઈ શકે છે, જે તેમને લાંબા ગાળાના આર્કાઇવ ડેટા સ્ટોરેજ માટે એક આદર્શ વિકલ્પ બનાવે છે. તેઓ નાની ભૌતિક જગ્યામાં પણ વધુ ડેટા સ્ટોર કરી શકે છે, સંભવિત રીતે DNA કરતાં પણ વધુ. આમ, ન્યૂ યોર્ક પબ્લિક લાઇબ્રેરીની સંપૂર્ણ સામગ્રી પ્રોટીનથી ભરેલી ચમચીમાં સાચવી શકાય છે.

સિસ્ટમ પરમાણુઓની વિશાળ શ્રેણી સાથે કામ કરી શકે છે અને તેના ડીએનએ-આધારિત સમકક્ષો કરતાં વધુ ઝડપથી ડેટા લખી શકે છે, જો કે સંશોધકો સ્વીકારે છે કે વાંચન ખૂબ ધીમું હોઈ શકે છે. કોઈપણ રીતે, ટેક્નોલોજીને વધુ સારી તકનીકો સાથે ભવિષ્યમાં સુધારી શકાય છે, જેમ કે ડેટા રેકોર્ડ કરવા માટે ઇંકજેટ પ્રિન્ટર્સનો ઉપયોગ કરવો અને તેને વાંચવા માટે સુધારેલ માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર.

આ અભ્યાસ એક વૈજ્ઞાનિક જર્નલમાં પ્રકાશિત થયો હતો ACS સેન્ટ્રલ સાયન્સ.

સોર્સ: 3dnews.ru