Αποθήκευση δεδομένων σε μόρια DNA;

Σε λίγα χρόνια ίσως αποθηκεύουμε τα αρχεία μας, τις φωτογραφίες και τα μουσικά κομμάτια που μας αρέσουν σε… μόρια DNA! Ερευνητές με βάση το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις στο Ουρμπάνα Σαμπέιν διεύρυναν το αλφάβητο το οποίο χρησιμοποιείται για να παραχθούν τεχνητά μόρια DNA, με αποτέλεσμα αυτά να μπορούν να κωδικοποιούν έναν μεγάλο όγκο πληροφοριών.

Μάλιστα, η ίδια επιστημονική ομάδα ανέπτυξε μία μέθοδο με την οποία οι πληροφορίες οι οποίες είναι κωδικοποιημένες σε τέτοιου είδους μόρια μπορούν να αναγνωστούν. Οι λεπτομέρειες του καινοτόμου μέσου αποθήκευσης παρουσιάστηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση Nano Letters, ενώ η ανακάλυψη αυτή φέρνει τους επιστήμονες ένα βήμα πιο κοντά στη δημιουργία αποθηκευτικών μέσων τα οποία θα είναι ανθεκτικά στον χρόνο και θα έχουν τεράστια αποθηκευτική δυνατότητα.

Διευρύνοντας το αλφάβητο

Κάθε μόριο DNA αποτελείται από τέσσερις βάσεις: την αδενίνη, τη θυμίνη, τη γουανίνη και την κυτοσίνη. Ο διαφορετικός συνδυασμός αυτών των βάσεων έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία αλληλουχιών βάσεων, στις οποίες είναι κωδικοποιημένες όλες τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες για να λειτουργήσει ένας οργανισμός.

Εδώ και μερικά χρόνια οι επιστήμονες επιχειρούν να αξιοποιήσουν τη μοναδική αρχιτεκτονική του μορίου της ζωής για να αποθηκεύσουν δεδομένα τα οποία μέχρι σήμερα αποθηκεύουμε σε ηλεκτρονικά μέσα. Παρόλο που τέτοιου είδους προσπάθειες έχουν πραγματοποιηθεί ξανά στο παρελθόν, στην πρόσφατη έρευνα οι επιστήμονες συνέθεσαν εφτά ακόμη βάσεις και δημιούργησαν τεχνητά μόρια DNA με αυτές. Με αυτόν τον τρόπο αύξησαν τους πιθανούς συνδυασμούς και ως εκ τούτου τον αριθμό των αλληλουχιών στις οποίες μπορούν να κωδικοποιηθούν πληροφορίες. «Αρκεί να φανταστούμε το αλφάβητο», ανέφερε σε σχετικές δηλώσεις του ο πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης και υποψήφιος διδάκτορας Κάζρα Ταμπαταμπέι, εξηγώντας: «εάν έχουμε στη διάθεσή μας τέσσερα γράμματα, μπορούμε να δημιουργήσουμε έναν συγκεκριμένο αριθμό λέξεων με αυτά. Εάν όμως έχουμε στη διάθεσή μας ολόκληρη την αλφάβητο, μπορούμε να δημιουργήσουμε απεριόριστο αριθμό λέξεων».

Μέθοδος ανάγνωσης

Ένα μέσο αποθήκευσης ωστόσο θα ήταν άχρηστο εάν δεν υπήρχε η κατάλληλη συσκευή που θα μπορεί να «διαβάζει» το περιεχόμενό του. Έτσι, οι ερευνητές ανέπτυξαν επίσης μία μέθοδο η οποία μπορεί να αποκρυπτογραφεί αποτελεσματικά  την αλληλουχία του τεχνητού μορίου DNA και η οποία ξεχωρίζει τις φυσικές βάσεις (δηλαδή την αδενίνη, τη θυμίνη, την κυτοσίνη και την γουανίνη) από τις τεχνητές βάσεις. Η μέθοδος αυτή βασίζεται στην αλληλούχιση με τη χρήση νανοπόρων, μία διαδικασία κατά την οποία η αλληλουχία ενός μορίου DNA προσδιορίζεται καθώς αυτό διέρχεται μέσα από έναν συγκεκριμένο τύπο πρωτεϊνών.

Παρόλο που η συγκεκριμένη μέθοδος δεν μπορεί να έχει άμεση εφαρμογή, η παρούσα έρευνα καταδεικνύει την ορθότητα και την αποτελεσματικότητα της μεθόδου και ανοίγει τον δρόμο για περαιτέρω ανάπτυξη μορίων DNA τα οποία στα οποία θα είναι εφικτή η κωδικοποίηση ενός μεγάλου όγκου δεδομένων.