تخزين بيانات الحمض النووي: الكود الجيني لحمل المعلومات الرقمية في العالم

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 14 كانون الأول، 2021

ملخص البصيرة

إن تخزين بيانات الحمض النووي، وهو طريقة مستدامة ومدمجة لتخزين كميات كبيرة من البيانات، يمكن أن يغير طريقة تعاملنا مع المعلومات الرقمية. وبما أن هذه التكنولوجيا أصبحت أكثر سهولة، فإنها يمكن أن توفر وسيلة دائمة وآمنة لتخزين كل شيء، من الصور الشخصية إلى الأرشيفات الوطنية الهامة. ويمكن أن تتراوح الآثار الأوسع لهذا التحول من خلق فرص عمل جديدة في مجال التكنولوجيا الحيوية إلى الحد من النفايات الإلكترونية، وإعادة تشكيل مشهدنا الرقمي في هذه العملية.

سياق تخزين بيانات الحمض النووي

يشير تخزين بيانات الحمض النووي إلى الاحتفاظ بالبيانات الرقمية المخزنة داخل الجزيئات عالية الكثافة التي تخزن المعلومات الجينية. التخزين المعتمد على الحمض النووي له فوائد متعددة: فهو مستدام ومضغوط ويمكنه تخزين كميات كبيرة من البيانات بسهولة. جزيئات الحمض النووي أيضًا مستقرة للغاية ويمكن قراءتها وتفسيرها ونسخها بسهولة. 

يتم تخزين بيانات العالم في مراكز بيانات عملاقة، غالبًا ما تكون بحجم ملاعب كرة القدم، منتشرة في جميع أنحاء العالم. مع تزايد الحاجة العالمية لتخزين البيانات، تصبح مراكز البيانات الأكثر اتساعًا والكميات الهائلة من الطاقة ضرورية لاستيعاب تخزين المعلومات الرقمية. لقد خلقت تكاليف رأس المال والصيانة المتزايدة اللازمة لإشباع شهية العالم لتخزين البيانات الحاجة إلى بدائل أكثر استدامة لتخزين البيانات، مثل تخزين الحمض النووي. 

يتطلب تخزين الحمض النووي تخليق وتسلسل وتضمين الرموز لتشفير ما يصل إلى 17 إكسابايت من المعلومات لكل جرام. من الناحية النظرية، هذا يعني أن قدح القهوة المليء بالحمض النووي يمكنه تخزين المعلومات الرقمية للعالم. يستطيع العلماء بالفعل تخزين الموسيقى ومقاطع الفيديو والصور والنصوص في الحمض النووي. ومع ذلك، فإن وجود طريقة سهلة للتدقيق في بيانات الحمض النووي أمر ضروري لجعل تخزين بيانات الحمض النووي بديلاً قابلاً للتطبيق للتخزين. 

التأثير التخريبي 

نظرًا لأن تكنولوجيا تخزين بيانات الحمض النووي أصبحت ميسورة التكلفة ويمكن الوصول إليها بسهولة، فقد يتمكن الناس من تخزين حياتهم الرقمية بالكامل - من الصور ومقاطع الفيديو إلى السجلات الطبية والوثائق الشخصية - في ذرة من الحمض النووي. يمكن أن يوفر هذا العمل الفذ حلاً للقلق المتزايد بشأن فقدان البيانات الرقمية بسبب فشل الأجهزة أو تقادمها. علاوة على ذلك، يمكن أن يوفر طريقة أكثر استدامة وكفاءة من حيث المساحة للحفاظ على التاريخ الشخصي للأجيال القادمة، حيث يمكن أن يستمر الحمض النووي لآلاف السنين إذا تم تخزينه بشكل صحيح.

بالنسبة للشركات، يمكن أن يوفر تخزين بيانات الحمض النووي ميزة تنافسية في عصر البيانات الضخمة. تولد الشركات كميات هائلة من البيانات يوميًا، بدءًا من تفاعلات العملاء وحتى العمليات الداخلية، وقد تؤدي القدرة على تخزين هذه البيانات بشكل مضغوط ودائم إلى تغيير قواعد اللعبة. على سبيل المثال، يمكن لعمالقة التكنولوجيا مثل جوجل أو أمازون تخزين إكسابايت من البيانات في مساحة لا تزيد عن غرفة مكتب عادية، مما يقلل بشكل كبير من بصمتهم المادية واستهلاك الطاقة. علاوة على ذلك، فإن طول عمر تخزين الحمض النووي يمكن أن يضمن الحفاظ على بيانات الشركة القيمة.

يمكن أن يلعب تخزين بيانات الحمض النووي أيضًا دورًا حاسمًا في الحفاظ على المحفوظات الوطنية والمعلومات المهمة. تحتفظ الحكومات بكميات هائلة من البيانات التاريخية والقانونية والديموغرافية التي تتطلب تخزينها على المدى الطويل. ومن الممكن أن يوفر تخزين بيانات الحمض النووي حلاً ليس مدمجًا ودائمًا فحسب، بل أيضًا مقاومًا للتهديدات السيبرانية، حيث لا يمكن اختراق بيانات الحمض النووي بالمعنى التقليدي.

الآثار المترتبة على تخزين بيانات الحمض النووي

قد تشمل الآثار الأوسع لتخزين بيانات الحمض النووي ما يلي: 

• مساعدة منشآت بيانات إكسابايت المستقبلية في تقليل إنفاق الطاقة والأراضي عن طريق تحويل المعلومات إلى تنسيق الحمض النووي. 
• خلق أنواع جديدة من الوظائف للعلماء في شركات تكنولوجيا المعلومات (IT) للمساعدة في إدارة تكنولوجيا المعلومات القائمة على الحمض النووي وحلول التخزين. 
• تطوير فهم أكبر لجزيئات الحمض النووي بشكل غير مباشر ، ومساعدة العلماء في علاج الاضطرابات الوراثية في المجالات الطبية (لتطبيقات مثل علاج التليف الكيسي). 
• موجة جديدة من عدم المساواة الرقمية، حيث أن أولئك الذين يستطيعون استخدام هذه التكنولوجيا سيكون لديهم قدرة فائقة على حفظ البيانات وأمانها، مما قد يؤدي إلى توسيع الفجوة الرقمية.
• زيادة الاستثمار في البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا الحمض النووي، مما يولد فرص عمل جديدة في مجال التكنولوجيا الحيوية.
• تشريعات جديدة لتنظيم استخدام البيانات المخزنة في الحمض النووي والوصول إليها، مما يؤدي إلى إعادة تعريف معايير خصوصية البيانات وأمنها.
• انخفاض كبير في النفايات الإلكترونية مع انخفاض الحاجة إلى أجهزة التخزين التقليدية، مما يساهم في خلق مشهد تكنولوجي أكثر استدامة.

أسئلة للنظر فيها

• هل تعتقد أن تخزين بيانات الحمض النووي سيكون رخيصًا بما يكفي للمستهلك العادي لشرائه؟ 
• هل هناك مشاكل أخلاقية يحتاج العلماء إلى القلق بشأنها في سعيهم لإتقان الجزيئات الجينية؟