DNA’da veri depolamak mümkün olabilir mi?
Bir gün içerisinde Instagram’da ortalama 95 milyon fotoğraf ve video paylaşılıyor, 306 milyardan fazla e-posta gönderiliyor ve 500 milyona yakın tweet atılıyor. Her gün insanlar tarafından üretilen verinin boyutu 2.5 Kentilyon bayt seviyelerine ulaştı; 2025 yılında bu sayının 463 Exabyte seviyelerine ulaşacağı tahmin ediliyor.
Büyük veriyi depolamak için inşa edilen veri merkezlerinde sıra sıra dizilmiş sunucular muazzam bir alan kaplıyor, yüksek enerji tüketimine neden oluyor ve ciddi masraflar yaratıyor.
Uzun vadede sürdürülmesi oldukça güç olacak bu veri depolama sistemine alternatif aranırken, canlıların genetik kod sisteminin çok daha küçük bir alanda çok yoğun veri depolayabilmesi araştırmacılara ilham kaynağı oldu.
DNA’da veri depolamak
DNA’da veri depolayabilmek için, binary code (ikili kod) DNA birimlerine uygun olacak şekilde A, C, G ve T kodlarına dönüştürülüyor. Ardından bilim insanları ilgili kod dizilimine sahip DNA’yı laboratuvar ortamında kimyasal yöntemlerle sentezliyor. Araştırmacılar, Biohackers isimli Netflix yapımının bir bölümünü ve Mozart’ın The Hunt‘ının 52 sayfasını sentetik DNA’da depolamayı başardı.
Benzer çalışmalar genellikle laboratuvar ortamında sentezlenen DNA’lar üzerinde yapılıyor olsa da Columbia Üniversitesi’den araştırmacılar canlı organizma DNA’sında veri depolamayı gerçekleştirdi. 11 Ocak’ta Nature Chemical Biology dergisinde yayınlanan bu makalede, araştırmacılar CRISPR adlı gen-düzenleme aracı ve elektrik simülasyonları ile binary (ikili) dijital verinin E. Coli (Escherichia coli) bakteri hücrelerinde nasıl depolandığını detaylandırıyor.
“Bakterileri öldürmek zordur ve bu durum bakterileri uzun süreli ve güvenli veri depolama için ideal hâle getirir.” Dr. Harris Wang
Wang ve ekibi, 0 ve 1’lerle kodlanmış ikili verinin DNA kodlarına dönüştürülmesi sürecini otomatize edebilmek için elektrik devresine benzer bir çalışma prensibine sahip genetik devre ve CRISPR yardımıyla bilgisayardan gelen voltajı 0 ve 1’ler olarak tanıyıp, bakteri hücre DNA’sına aktaran bir sistem tasarladı.
Kodlama dünyasına adım atmış herkesin çok iyi bildiği, 72 bitlik “Hello world!” mesajı E. Coli hücre DNA’sında depolanabildi. Başarılı bir sonuç olarak, ekip kodlanmış E. Coli’yi bir mikrop karışımından seçebildiklerini, DNA’sını çıkararak ve sıralayarak ilgili mesajı alabildiklerini de gösterdi. Ancak bu verinin oldukça küçük olduğunu ve canlı hücrelerde sürekli hareket, bölünme ve ölüm döngülerinin veri işlemeyi güçleştirdiğini göz ardı etmemek gerekiyor.
Bakteri DNA’sında GIF depolamak
Bu alanda yapılan ilk çalışma bu değil, daha önce Harvard Üniversitesi’nde Genetik Bilimci Dr. George Church liderliğinde çalışan ekip bir GIF’e ait görsellerin piksellerini DNA bazlarına dönüştürerek, bakteri hücresine 5 kare aktarmayı başardı.
Columbia Üniversitesi’nde yürütülen araştırma bu araştırmadan farklı olarak, bilgisayarlar ile biyolojik sistemler arasında doğrudan bağlantı kurabililiyor olması ile öne çıkıyor.
DNA’da veri depolamak neden tercih edilir?
Geleneksel veri depolama yöntemlerinin yetersiz kaldığı durumlarda, sentetik DNA ve canlı hücre DNA’larında veri depolamak sıra dışı alternatifler olabilir. Sentetik DNA’lara kıyasla geniş sıcaklık aralıklarına ve radyasyona karşı dayanıklı ve dirençli E. Coli bakterileri verinin çok daha uzun süre korunmasını sağlayabilir. Ancak canlı bakteri hücrelerini veri depolama merkezlerimiz olarak kullanma fikri kulağa pek hoş gelmiyor. Bu çalışmalar öncü nitelikte olup, gelecekte canlı sensörler ile hücrelerde gerçekleşen değişimlerin kaydedilmesi gibi fikirlere evrilebilir.
Wang’in ifadelerine göre gelecekte yalnızca bakterilerin değil, insan dahil birçok memeli canlının vücudundaki hücreler birer sensör işlevi kazanıp, kişinin sağlık verilerini depolayabilir.
Etik endişeler ile birlikte bu çalışmalar hangi boyuta evrilir kestirmek güç ancak Dr. Wang’in tahminleri pek de uzak bir geleceğe ait olmayabilir.
Alıntı
https://www.gelecekburada.net