مائیکروسافٹ اور یونیورسٹی آف واشنگٹن کے محققین نے مصنوعی طور پر بنائے گئے ڈی این اے کے لیے پہلے مکمل طور پر خودکار، پڑھنے کے قابل ڈیٹا اسٹوریج سسٹم کا مظاہرہ کیا ہے۔ یہ نئی ٹیکنالوجی کو ریسرچ لیبز سے کمرشل ڈیٹا سینٹرز میں منتقل کرنے کی جانب ایک اہم قدم ہے۔
ڈویلپرز نے اس تصور کو ایک سادہ ٹیسٹ سے ثابت کیا: انہوں نے کامیابی کے ساتھ لفظ "ہیلو" کو مصنوعی ڈی این اے مالیکیول کے ٹکڑوں میں انکوڈ کیا اور اسے مکمل طور پر خودکار اینڈ ٹو اینڈ سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے دوبارہ ڈیجیٹل ڈیٹا میں تبدیل کیا، جس کی تفصیل 21 مارچ کو نیچر سائنٹیفک رپورٹس میں شائع ہوا۔
ڈی این اے مالیکیولز ڈیجیٹل معلومات کو بہت زیادہ کثافت پر محفوظ کر سکتے ہیں، یعنی جسمانی جگہ میں جو کہ جدید ڈیٹا سینٹرز کے زیر قبضہ اس سے کم شدت کے کئی آرڈرز ہیں۔ کاروباری ریکارڈ اور پیارے جانوروں کے ویڈیوز سے لے کر طبی تصویروں اور خلا سے تصاویر تک، دنیا ہر روز جو ڈیٹا تیار کرتی ہے اسے ذخیرہ کرنے کے لیے یہ ایک امید افزا حل ہے۔
مائیکروسافٹ کے درمیان ممکنہ فرق کو ختم کرنے کے طریقے تلاش کر رہا ہے۔ اور ہم محفوظ رکھنا چاہتے ہیں، اور ان کو محفوظ رکھنے کی ہماری صلاحیت۔ ان طریقوں میں الگورتھم اور مالیکیولر کمپیوٹنگ ٹیکنالوجیز کی ترقی شامل ہے۔ . یہ ایک بڑے جدید ڈیٹا سینٹر میں ذخیرہ شدہ تمام معلومات کو تقریباً کئی ڈائس کے سائز کی جگہ میں فٹ ہونے کی اجازت دے گا۔
"ہمارا بنیادی مقصد ایک ایسا نظام تیار کرنا ہے جو، آخری صارف کو، کسی دوسرے کلاؤڈ سٹوریج سسٹم کی طرح نظر آئے: معلومات ڈیٹا سینٹر کو بھیجی جاتی ہے اور وہاں محفوظ کی جاتی ہے، اور پھر یہ آسانی سے ظاہر ہوتی ہے جب کلائنٹ کو اس کی ضرورت ہوتی ہے۔ مائیکرو سافٹ کے سینئر محقق کیرن اسٹراس کہتے ہیں۔ "ایسا کرنے کے لیے، ہمیں یہ ثابت کرنے کی ضرورت ہے کہ یہ آٹومیشن کے نقطہ نظر سے عملی معنی رکھتا ہے۔"
معلومات کو لوگوں یا دیگر جانداروں کے ڈی این اے کے بجائے لیبارٹری میں بنائے گئے مصنوعی ڈی این اے مالیکیولز میں محفوظ کیا جاتا ہے اور سسٹم کو بھیجے جانے سے پہلے اسے خفیہ کیا جا سکتا ہے۔ اگرچہ پیچیدہ مشینیں جیسے کہ سنتھیسائزر اور سیکوینسر پہلے ہی اس عمل کے اہم حصے انجام دے رہے ہیں، تاہم اب تک بہت سے درمیانی مراحل میں ریسرچ لیبارٹری میں دستی مشقت کی ضرورت ہوتی ہے۔ یو ایس ایف کے پال ایلن سکول آف کمپیوٹر سائنس اینڈ انجینئرنگ کے سینئر ریسرچ فیلو کرس تاکاہاشی نے کہا کہ "یہ تجارتی استعمال کے لیے موزوں نہیں ہے"۔).
تاکاہاشی نے وضاحت کرتے ہوئے کہا کہ "آپ لوگوں کو ڈیٹا سینٹر کے ارد گرد پیپیٹ کے ساتھ بھاگنے نہیں دے سکتے، یہ انسانی غلطی کا بہت زیادہ شکار ہے، یہ بہت مہنگا ہے اور یہ بہت زیادہ جگہ لیتا ہے۔"
اس ڈیٹا کو ذخیرہ کرنے کے طریقہ کار کو تجارتی طور پر سمجھنے کے لیے، دونوں ڈی این اے کی ترکیب کے اخراجات - بامعنی ترتیب کے بنیادی بلڈنگ بلاکس کی تخلیق - اور ذخیرہ شدہ معلومات کو پڑھنے کے لیے درکار ترتیب کے عمل کو کم کرنا چاہیے۔ محققین کا کہنا ہے کہ یہ سمت ہے۔ .
مائیکروسافٹ کے محققین کے مطابق، آٹومیشن اس پہیلی کا ایک اور اہم حصہ ہے، جو تجارتی پیمانے پر ڈیٹا اسٹوریج اور زیادہ سستی بناتا ہے۔
کچھ شرائط کے تحت، ڈی این اے جدید آرکائیو سٹوریج سسٹم کے مقابلے میں زیادہ دیر تک قائم رہ سکتا ہے، جو کئی دہائیوں میں انحطاط پذیر ہوتا ہے۔ کچھ ڈی این اے دسیوں ہزار سالوں سے کم مثالی حالات میں زندہ رہنے میں کامیاب رہے ہیں - میمتھ ٹسک میں اور ابتدائی انسانوں کی ہڈیوں میں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ جب تک انسانیت موجود ہے ڈیٹا کو اس طرح محفوظ کیا جا سکتا ہے۔
خودکار ڈی این اے اسٹوریج سسٹم مائیکروسافٹ اور یونیورسٹی آف واشنگٹن (UW) کے تیار کردہ سافٹ ویئر کا استعمال کرتا ہے۔ یہ ڈیجیٹل ڈیٹا کے ان اور زیرو کو نیوکلیوٹائڈس (A, T, C اور G) کی ترتیب میں تبدیل کرتا ہے، جو DNA کے "بلڈنگ بلاکس" ہیں۔ اس کے بعد یہ نظام سستے، زیادہ تر آف دی شیلف، لیبارٹری کے آلات کا استعمال کرتا ہے تاکہ ایک سنتھیسائزر کو ضروری سیال اور ری ایجنٹس فراہم کیا جا سکے، جو کہ من گھڑت ڈی این اے کے ٹکڑوں کو اکٹھا کرتا ہے اور انہیں اسٹوریج کنٹینر میں رکھتا ہے۔
جب نظام کو معلومات نکالنے کی ضرورت ہوتی ہے، تو یہ ڈی این اے کو صحیح طریقے سے تیار کرنے کے لیے دوسرے کیمیکلز کا اضافہ کرتا ہے اور نظام کے ان حصوں میں مائعات کو دھکیلنے کے لیے مائکرو فلائیڈک پمپ استعمال کرتا ہے جو ڈی این اے مالیکیولز کی ترتیب کو پڑھتے ہیں اور انہیں دوبارہ معلومات میں تبدیل کرتے ہیں جسے کمپیوٹر سمجھ سکتا ہے۔ محققین کا کہنا ہے کہ اس منصوبے کا مقصد یہ ثابت کرنا نہیں تھا کہ یہ نظام جلدی یا سستا کام کر سکتا ہے، بلکہ صرف یہ ظاہر کرنا تھا کہ آٹومیشن ممکن ہے۔
خودکار ڈی این اے سٹوریج سسٹم کا سب سے واضح فائدہ یہ ہے کہ یہ سائنسدانوں کو ری ایجنٹس کی بوتلوں کی تلاش میں وقت ضائع کیے بغیر یا ٹیسٹ ٹیوب میں مائع کے قطرے ڈالنے کی یکجہتی کے پیچیدہ مسائل کو حل کرنے میں آزاد کرتا ہے۔
مائیکروسافٹ کے محقق بہلن نگوین نے کہا کہ "بار بار کام کرنے کے لیے ایک خودکار نظام کا ہونا لیبز کو براہ راست تحقیق پر توجہ مرکوز کرنے اور تیزی سے اختراع کرنے کے لیے نئی حکمت عملی تیار کرنے کی اجازت دیتا ہے۔"
مالیکیولر انفارمیشن سسٹمز کی لیبارٹری کی ٹیم (MISL) پہلے ہی یہ ظاہر کر چکا ہے کہ وہ بلیوں کی تصاویر، ادب کے شاندار کاموں کو محفوظ کر سکتا ہے، اور ڈی این اے ریکارڈز کو محفوظ کریں اور ان فائلوں کو بغیر کسی غلطی کے نکالیں۔ آج تک، وہ دھڑکتے ہوئے ڈی این اے میں 1 گیگا بائٹ ڈیٹا ذخیرہ کرنے میں کامیاب رہے ہیں۔ .
محققین نے اس کے لیے طریقے بھی تیار کیے ہیں۔ جیسے کہ فائلوں کو ڈیجیٹل فارمیٹ میں تبدیل کیے بغیر، صرف ان تصاویر کو تلاش کرنا اور بازیافت کرنا جن میں ایک سیب یا سبز رنگ کی سائیکل موجود ہوتی ہے، مالیکیولز کا استعمال کرتے ہوئے خود ہی۔
"یہ کہنا محفوظ ہے کہ ہم ایک نئے قسم کے کمپیوٹر سسٹم کی پیدائش کا مشاہدہ کر رہے ہیں، جس میں مالیکیولز کو ڈیٹا اسٹوریج اور الیکٹرانکس کو کنٹرول اور پروسیسنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ امتزاج مستقبل کے لیے بہت دلچسپ امکانات کھولتا ہے،" یونیورسٹی آف واشنگٹن میں ایلن اسکول کے پروفیسر نے کہا۔ .
سلیکون پر مبنی کمپیوٹنگ سسٹم کے برعکس، ڈی این اے پر مبنی اسٹوریج اور کمپیوٹنگ سسٹمز کو مالیکیولز کو منتقل کرنے کے لیے سیالوں کا استعمال کرنا چاہیے۔ لیکن مائعات فطرت میں الیکٹرانوں سے مختلف ہیں اور انہیں مکمل طور پر نئے تکنیکی حل کی ضرورت ہوتی ہے۔
واشنگٹن یونیورسٹی کی ٹیم، مائیکروسافٹ کے ساتھ مل کر، ایک قابل پروگرام نظام بھی تیار کر رہی ہے جو بجلی اور پانی کی خصوصیات کو استعمال کرتے ہوئے لیبارٹری کے تجربات کو الیکٹروڈ کے گرڈ پر منتقل کرنے کے لیے خودکار بناتا ہے۔ سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر کا ایک مکمل سیٹ کہلاتا ہے۔ مختلف مائعات کو مکس، الگ، گرم یا ٹھنڈا کر سکتے ہیں اور لیبارٹری پروٹوکول انجام دے سکتے ہیں۔
مقصد لیبارٹری کے تجربات کو خودکار بنانا ہے جو فی الحال دستی طور پر یا مہنگے مائع کو سنبھالنے والے روبوٹ کے ذریعہ انجام دیئے جاتے ہیں اور اخراجات کو کم کرتے ہیں۔
MISL ٹیم کے اگلے اقدامات میں ایک سادہ، آخر سے آخر تک خودکار نظام کو پرپل ڈراپ جیسی ٹیکنالوجیز کے ساتھ مربوط کرنا شامل ہے، اور ساتھ ہی ایسی دیگر ٹیکنالوجیز جو ڈی این اے مالیکیولز کی تلاش کو قابل بناتی ہیں۔ محققین نے جان بوجھ کر اپنے خودکار نظام کو ماڈیولر بنایا تاکہ یہ ڈی این اے کی ترکیب، ترتیب اور ہیرا پھیری کے لیے نئی ٹیکنالوجیز کے طور پر تیار ہو سکے۔
Nguyen نے کہا، "اس سسٹم کا ایک فائدہ یہ ہے کہ اگر ہم کسی ایک حصے کو نئی، بہتر یا تیز تر چیز سے تبدیل کرنا چاہتے ہیں، تو ہم صرف نئے حصے کو لگا سکتے ہیں۔" "یہ ہمیں مستقبل کے لیے مزید لچک دیتا ہے۔"
سرفہرست تصویر: مائیکروسافٹ اور یونیورسٹی آف واشنگٹن کے محققین نے اس لفظ کو ریکارڈ اور شمار کیا۔ہیلو"، پہلے مکمل طور پر خودکار ڈی این اے ڈیٹا اسٹوریج سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے نئی ٹیکنالوجی کو لیبارٹریوں سے تجارتی ڈیٹا سینٹرز تک منتقل کرنے میں یہ ایک اہم قدم ہے۔
ماخذ: www.habr.com