واشنطن – مع التسارع الكبير في توليد البيانات وصعود الذكاء الاصطناعي مع كل متطلباته، بدأ العلماء في الاهتمام باستخدام الحمض النووي كوسيلة لتخزين البيانات الرقمية، وفرضت تعقيدات كثيرة بقاء هذه التكنولوجيا حبيسة المختبرات لكن هذا قد يتغير اسرع مما نتوقع.

والحمض النووي هو طريقة الطبيعة والاقدم في التاريخ في تخزين البيانات، حيث يشفر المعلومات الجينية ويحدد المخطط الأساسي لكل كائن حي على الأرض.

ويحتوي الجينوم البشري الواحد على 100 زيتابايت من الحمض النووي، وهو أقل بقليل من جميع البيانات الموجودة حاليًا على الإنترنت. لذا، فإن كثافة هذا النوع من التخزين تجعله جذابًا للغاية، مما يجعله هدفًا رئيسيًا للعلماء الذين يسعون لتحسين أساليب تخزين البيانات الحالية غير الفعالة.

يتمتع الحمض النووي بعدة خصائص تجعله خيارًا جذابًا لتخزين البيانات على المدى الطويل، اذ يُمكن من تخزين كميات هائلة من المعلومات في مساحة صغيرة جدًا. يُقدر أن غرامًا واحدًا من الحمض النووي يمكنه تخزين حوالي 215 بيتابايت (215 مليون غيغابايت) من البيانات.

كما يمكن أن يبقى الحمض النووي مستقرًا لآلاف السنين تحت الظروف المناسبة، مما يجعله مرشحًا قويًا لأرشفة البيانات طويلة الأجل.

ويمكن تشفير البيانات المخزنة في الحمض النووي، مما يوفر فوائد محتملة لأمان البيانات الحساسة.

ويعتبر الحمض النووي أكثر كثافة بمقدار ألف مرة من محركات الأقراص الصلبة. لإظهار مدى الكثافة، قام الباحثون في وقت سابق بترميز 154 قصيدة لشكسبير، و52 صفحة من موسيقى موزارت، وحلقة من برنامج “Biohackers” على نتفليكس في كميات صغيرة من الحمض النووي.
لكن حتى الان كانت هذه مشاريع بحثية أو استعراضات إعلامية اذ ان تخزين البيانات باستخدام الحمض النووي لا يزال غير شائع بعد، ولكن هذا قد يتغير في وقت مما نتوقع بعدما اصبح ممكنا شراء ما قد يكون أول كتاب تجاري متاح مكتوب بالحمض النووي.

ومؤخرا أطلقت Asimov Press مختارات من مقالات التكنولوجيا الحيوية وقصص الخيال العلمي مشفرة في خيوط من الحمض النووي. مقابل 60 دولارًا، يمكنك الحصول على نسخة مادية من الكتاب بالإضافة إلى النسخة الحمضية—وهي كبسولة معدنية مليئة بالحمض النووي المجفف.
لتشفير الكتاب في الحمض النووي، تعاونت “اسيموف براس” مع شركة “كاتالوغ” التي تتخذ من بوسطن مقرًا لها، والتي أنشأت حوالي 500.000 جزيء”دي ان اي” فريد لتشفير صفحات الكتاب البالغ عددها 240 صفحة، وتمثل 481.280 بايت من البيانات.
تعمل تقنية تخزين البيانات باستخدام الحمض النووي التقليدية عن طريق تحويل رمز الملف الرقمي الثنائي المكون من 0 و 1 إلى الحروف A و C و G و T—وهي اللبنات الأساسية للحمض النووي. ويتم تصنيع خيوط الحمض النووي المخصصة كيميائيًا حرفًا بحرف لتطابق التسلسل المطلوب.
ومع ذلك، تستخدم “كاتالوغ” طريقة تُسمى التجميع التوافقي، التي تشبه في ذلك إلى حد كبير طريقة آلة الطباعة جوتنبرج. كما يمكن ترتيب الحروف القابلة للتحريك لتشكيل الكلمات، أنشأت الشركة أبجدية من قطع الحمض النووي يمكن تجميعها لتمثيل البتات.

تصنع الشركة هذه القطع من الحمض النووي بكميات كبيرة ثم تستخدم الإنزيمات لترميز المعلومات فيها. قال ديفيد توريك، مدير التكنولوجيا في “كاتالوغ”، إن تكلفة تشفير الكتاب في الحمض النووي وإنتاج 1.000 نسخة كانت في حدود الآلاف القليلة من الدولارات.
وأضاف: “هذه حالة يتم فيها ترميز شيء ما في الحمض النووي مرة واحدة ويمكنك إنشاء العديد من النسخ كما تريد باستخدام أدوات البيولوجيا الجزيئية”. “من السهل نسبيًا القيام بذلك بكميات كبيرة.”
في عام 2023، بدأت الشركة الفرنسية “Biomemory” في تقديم بطاقة تخزين الحمض النووي بسعر 1.000 دولار، والتي تتيح لزبائن تخزين حوالي كيلو بايت من البيانات، وهو ما يعادل بريدًا إلكترونيًا قصيرًا من اختيارهم.

 في ذلك الوقت، قال المدير التنفيذي إرفان أروني  إن العرض كان تجربة لقياس اهتمام المستهلكين بتخزين البيانات باستخدام الحمض النووي. وأضاف: “أردنا أن نوضح أن عمليتنا جاهزة للعرض أمام العالم”.
لكن كانت البطاقات باهظة الثمن، لأن تصنيع الحمض النووي لا يزال عملية بطيئة ومكلفة نسبيًا. وتزعم “كاتالوغ” أن نهجها التوافقي أكثر كفاءة. كما أدى إنتاج نسخ متطابقة من نفس الكتاب إلى خفض السعر.
بعد أن قامت “كاتلوغ” بعملية التشفير، جُفِفَت جزيئات الحمض النووي إلى مسحوق وشُحِنت إلى فرنسا، حيث قامت شركة “Imagene” لتخزين البيانات البيولوجية بتعبئة الجزيئات في كبسولات فولاذية مقاومة للصدأ تحتوي على جو داخلي غير تفاعلي، مما يعني عدم وجود أكسجين أو رطوبة داخلها ما يمكن من الحفاظ على الحمض النووي داخلها لآلاف السنين.