باحثون يكشفون عن طريقة قائمة على الحمض النووي لتخزين البيانات فائق الكثافة
علماء في جامعة واشنطن طوروا تقنية جديدة لترميز البيانات الرقمية في الحمض النووي الاصطناعي، مما قد يحدث ثورة في تخزين المعلومات طويل الأمد. تسمح الطريقة بتخزين ما يصل إلى بيتابايت واحد من البيانات في غرام واحد من الحمض النووي. يعالج هذا الاختراق الطلب المتزايد على حلول أرشفة بيانات مستدامة.
في 2 أكتوبر 2025، أعلن فريق بقيادة البروفيسور لويس سيزه في جامعة واشنطن عن تقدم كبير في تكنولوجيا تخزين البيانات. نشرت في مجلة Nature Biotechnology، تظهر البحوث عملية لكتابة وقراءة الملفات الرقمية باستخدام سلاسل الحمض النووي الاصطناعي، محققة كثافات تفوق بكثير وسائط التخزين الإلكترونية الحالية.
تتضمن التقنية تحويل البيانات الثنائية إلى تسلسلات من قواعد الحمض النووي —الأدينين (A)، السيتوシン (C)، الغوانين (G)، والثايمين (T)— وتوليف هذه في جزيئات الحمض النووي الجسدية. لاسترداد البيانات، تفك الإنزيمات وآلات الترتيب السلاسل مرة أخرى إلى ملفات قابلة للاستخدام. وفقًا للدراسة، يمكن لهذا النهج تخزين 215 بيتابايت لكل غرام من الحمض النووي، مع معدلات خطأ أقل من 1 في 1000 قاعدة بعد تطبيق خوارزميات التصحيح.
"الحمض النووي مستقر بشكل لا يصدق ومضغوط، مما يجعله مثاليًا لأغراض الأرشفة"، قال سيزه في بيان صحفي للجامعة. "على عكس الأقراص الصلبة التي تتدهور مع الوقت وتستهلك كميات هائلة من الطاقة في مراكز البيانات، يمكن للحمض النووي أن يدوم آلاف السنين في ظروف باردة وجافة دون طاقة."
يكشف السياق الخلفي أن مطالبات تخزين البيانات تنفجر، مع توقع إنشاء بيانات عالمية تصل إلى 181 زيتابايت بحلول 2025، وفقًا لتقديرات IDC. الحلول التقليدية مثل الأشرطة المغناطيسية والأقراص البصرية تواجه صعوبات في القابلية للتوسع والعمر الافتراضي. التجارب السابقة لتخزين الحمض النووي، التي تعود إلى 2012 عندما رمّز باحثو هارفارد كتابًا في الحمض النووي، واجهت تكاليف عالية وسرعات بطيئة. ابتكار فريق واشنطن يقلل تكاليف التوليف إلى حوالي 2000 دولار لكل ميغابايت وقراءة إلى 100 دولار لكل ميغابايت، على الرغم من أنها لا تزال غير تنافسية للاستخدام اليومي.
يبدأ العملية بأكواد تصحيح الأخطاء للتعامل مع أخطاء التوليف المتأصلة في الحمض النووي، تليها تجميع سلاسل متعددة من الحمض النووي للوصول المتوازي. شملت الاختبارات تخزين واسترداد 20 ميغابايت من الملفات، بما في ذلك الصور والنصوص، بدقة 100%. تشمل الآثار التطبيقات في الحفاظ على التراث الثقافي، مجموعات البيانات العلمية، وحتى بيانات استكشاف الفضاء، حيث يكون الوزن والمتانة حاسمين.
رغم أنها واعدة، إلا أن التحديات تبقى، مثل توسيع الإنتاج ودمجها مع البنية التحتية الحالية. يخطط الباحثون لمزيد من العمل على التلقائية لخفض التكاليف. يبرز هذا التطور إمكانية الحمض النووي كحل مستوحى من البيولوجيا لأزمة التخزين في العصر الرقمي، مقدمًا نظرة على مستقبل هجين بيولوجي-حسابي.