תשכחו מהארד דיסק: כך נצמצם את אחסון המידע

כמות המידע הדיגיטלי שהאנושות מייצרת כיום גדלה בקצב מסחרר. בכל יום נוצרים עוד ועוד סרטונים, תמונות, ספרים וטקסטים אחרים ואפילו מידע גנטי. כבר כיום יש בעולם כ-600 מיליארד ג'יגה-בייט של מידע. אילו היו מדפיסים את המידע הזה בספרים, הם היו מכסים את כל שטחה של ארה"ב ב-13 שכבות.

שיטות האחסון של המידע הדיגיטלי כיום מתקדמות הרבה יותר, אך כל המידע עדיין מאוחסן בשרתים ענקיים ברחבי העולם, ששטחם הכולל יותר משבעה מיליון מ"ר. לפיכך, מדענים מתמודדים כיום עם האתגר למצוא שיטות שיצמצמו במידה ניכרת את שטחי האחסון של המידע.

קבוצת מחקר משותפת למיקרוסופט ולאוניברסיטת וושינגטון הצהירה לאחרונה כי הצליחה לאחסן 200 מגה-בייט של מידע במולקולות DNA – כמות גדולה בהרבה מכל מה שדווח עליו עד עתה. המידע שאחסנו כולל סרטונים, תמונות, 100 ספרים, הצהרת זכויות האדם מתורגמת למאות שפות ועוד.

הודות לאריזה הצפופה של מולקולות DNA, אפשר לאחסן באמצעותן כמות אדירה של מידע בשטח מזערי. לדברי אחד ממובילי המחקר, לואיס סזה מאוניברסיטת וושינגטון, אפשר לאחסן את כל המידע הדיגיטלי הקיים כיום ב-DNA בנפח של קופסת נעליים אחת.

יתרה מזו: בעוד שאמצעי האחסון הקיימים כיום מתחילים להתבלות אחרי כמה עשרות שנים, DNA נשמר במשך כמה מאות שנים. לשם המחשה, במרץ האחרון פורסם בכתב העת Nature כי חוקרים הצליחו לקרוא חלקים מרצף ה-DNA של שרידי אדם ניאנדרטלי שגילם כ-400 אלף שנים.

כיצד מאחסנים מידע ב-DNA? מידע דיגיטלי שמור ברצפים של הספרות 0 ו-1. המידע הגנטי שמור במולקולות DNA המורכבות מארבע אבני בניין, בסיסים כימיים המסומנים לשם נוחות באותיות A, T, G ו-C. אפשר אפוא לתרגם רצף מסוים של 0 ו-1 לרצף בסיסים של DNA. כדי לשמור, למשל, ספר כמולקולת DNA, סנתזו החוקרים במעבדה מולקולת DNA שרצף הבסיסים שלה מתאים לרצף הספרות המייצג את הספר. את ה-DNA אחסנו בתנאי יובש, ואקום וחשכה מתאימים,

כך שיוכל להחזיק מעמד מאות שנים.

כדי לקרוא את המידע מתוך ה-DNA, השתמשו החוקרים בטכנולוגיות קיימות לזיהוי רצף ה-DNA, ואחר כך תרגמו אותו לרצף הבינארי המקורי של 0 ו-1 המייצג – במקרה זה – ספר מסוים. אמנם, כמו כל תהליך אחסון וקריאה של מידע, גם תהליך קריאת המידע מתוך ה-DNA אינו חף מטעויות, והחוקרים הצליחו להתמודד עם הבעיה באופן חלקי בלבד.

המכשול העיקרי בפני הפיכת DNA לפלטפורמה יישומית לאחסון מידע הוא העלויות הגבוהות הכרוכות בתהליך הכנת ה-DNA במעבדה ובכיוון ההפוך – בקריאתו. קארין שטראוס, מובילת המחקר מטעם מיקרוסופט, הביעה ביטחון כי העלויות יירדו מאוד עם חלוף הזמן. שטראוס ציינה כי קריאת הרצף של כל הגנום האנושי עלתה בשנת 2007 כ-10 מיליון דולר, ואילו ב-2015 הייתה עלות התהליך כולו כאלף דולר בלבד.