طوّر فريق من الباحثين تقنية جديدة لتخزين البيانات الرقمية داخل الحمض النووي باستخدام عملية طبيعية تُعرف بـ “المثيلة” (Methylation)، مما يلغي الحاجة لتصنيع سلاسل مخصصة من الحمض النووي من البداية. هذه التقنية تمثل خطوة مهمة في مجال تخزين البيانات وتحسين الكفاءة.

الابتكار في تخزين البيانات طريقة جديدة باستخدام الحمض النووي

وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة Nature، استطاع الباحثون الاستفادة من المثيلة لطباعة المعلومات مباشرة على الحمض النووي الموجود. تعتبر عملية المثيلة تفاعلًا كيميائيًا يتم فيه إضافة مجموعة الميثيل إلى الحمض النووي، وتُستخدم عادةً لتنظيم نشاط الجينات.

الابتكار في تخزين البيانات طريقة جديدة باستخدام الحمض النووي

التحديات التقليدية

تقليديًا، يتطلب تخزين البيانات في الحمض النووي تحويل البيانات الرقمية إلى تسلسل من قواعد A و C و T و G، ومن ثم تصنيع هذه السلاسل كيميائيًا عبر عملية تُعرف بـ “التخليق الجديد” (de novo synthesis). رغم التطورات في هذه العملية، إلا أنها تظل بطيئة ومكلفة وعُرضة للأخطاء، مما يجعلها غير مناسبة للتخزين واسع النطاق.

الحل الجديد من جامعة بكين

تمكن فريق من الباحثين من جامعة بكين وعدة مؤسسات أخرى من التغلب على هذه التحديات من خلال استخدام المثيلة لإعادة كتابة الحمض النووي الموجود بشكل طبيعي. تعتبر المثيلة تعديلًا فوق جيني يُستخدم عادةً لتشغيل الجينات أو إيقافها دون تعديل الشفرة الوراثية ذاتها.

• HyperOS 2 من شاومي نظام تشغيل جديد لتعزيز الأداء وتكامل الأجهزة

خطوات الابتكار

اعتمد الباحثون على 700 قطعة من الحمض النووي كعناصر بناء في نظام تخزينهم الجديد. من خلال تجميع هذه القطع بشكل انتقائي على قالب رئيسي، تمكنوا من ترميز البيانات الرقمية. ثم استخدموا إنزيمات معينة لإضافة مجموعات الميثيل في مواقع محددة، لتحديد الحمض النووي بتسلسل 1 و 0.

نتائج التجارب

خلال تجاربهم، تمكن الفريق من تخزين واستعادة صور عالية الدقة لحيوان الباندا ورسم صيني قديم بدقة تصل إلى 97.47%. كما حققوا سرعة كتابة بيانات بلغت نحو 350 بِت لكل تفاعل، متجاوزين بذلك سرعة الكتابة في آلية “التخليق الجديد”.

• تطبيق آبل لمراقبة سكر الدم مساعٍ سرية لتحسين صحة المستخدمين

التكلفة والكفاءة

تعتبر هذه الطريقة أقل تكلفة من الناحية النظرية، لأنها تعتمد على قوالب الحمض النووي الموجودة دون الحاجة إلى تصنيع جديدة. رغم أن التخزين الإلكتروني التقليدي يظل أسرع وأقل تكلفة، فإن هذه التقنية الجديدة تمثل تطورًا كبيرًا في استخدام الحمض النووي كمخزن طبيعي للبيانات.

• ميتا تطلق محرك بحث جديد لمنافسة عمالقة التكنولوجيا

آفاق المستقبل

أفاد الباحثون بأن نظام epi-bit الذي ابتكروه “يقدم إطارًا ذا إمكانات مستقبلية لتخزين المعلومات الجزيئية باستخدام وحدات جاهزة”. مع دخول تقنية تخزين البيانات في الحمض النووي مرحلة التسويق، يمكن أن تصبح أنظمة التخزين عبر المثيلة وسيلة فعالة ومستدامة لتخزين البيانات في المستقبل.