Eadweard Muybridge - Horse in Motion (https://www.prestocentre.org/eadweard-muybridge-horse-motion)

Ένα από τα μεγαλύτερα σύγχρονα αινίγματα της τεχνολογίας τα τελευταία χρόνια είναι η αποθήκευση δεδομένων. Είναι χαρακτηριστικό ότι τα δεδομένα που παράχθηκαν τα τελευταία δύο χρόνια ξεπερνούν τον όγκο των δεδομένων όλης της ανθρώπινης ιστορίας μέχρι τώρα. Το πρόβλημα βρίσκεται στο ότι σύντομα η ακατάπαυστη παραγωγή δεδομένων θα ξεπεράσει τη δυνατότητα αποθήκευσης των ψηφιακών μέσων που παράγονται καθημερινά, η λύση του οποίου αποτελεί μεγάλη πρόκληση για την επιστημονική κοινότητα.

Επιστήμονες αναφέρουν ότι με ένα νέο τρόπο αποθήκευσης δεδομένων στο DNA θα καταφέρουν να αποθηκεύσουν το συνολικό όγκο δεδομένων που παράχθηκαν ποτέ από την ανθρωπότητα σε ένα κοντέινερ με όγκο όσο δύο αγροτικά οχήματα. Η χωρητικότητα που θα επιτυγχάνεται αγγίζει τα 215 petabytes (215 εκατ. gigabytes) σε μόλις 1 γραμμάριο DNA!

Το DNA παραουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα στην αποθήκευση δεδομένων. Καταλαμβάνει ελάχιστο χώρο, διαρκεί χιλιάδες χρόνια και δε θα ξεπεραστεί ποτέ ως μέσο αποθήκευσης όπως π.χ. τα CD. Οι επιστήμονες αποθηκεύουν δεδομένα στο DNA από το 2012 με διάφορες τεχνικές οι οποίες όμως μέχρι τώρα δεν έχουν αγγίξει τις δυνατότητες του μορίου. Εκτός αυτού, κοστίζει 7.000 δολάρια για να συντεθούν 2 megabytes δεδομένων και άλλα 2.000 δολάρια για τα διαβαστούν.

Πρόσφατα, μία ερευνητική ομάδα από τα Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering και Harvard Medical School (HMS) με επικεφαλής τον George Church κατασκεύασαν τον πρώτο μοριακό εγγραφέα βασιζόμενοι στη μέθοδο CRISPR. Ο εγγραφέας αυτός επιτρέπει σε κύτταρα να λαμβάνουν κομμάτια χρονολογημένης πληροφορίας κωδικοποιημένης κατά DNA και να δημιουργούν μνήμη στο γονιδίωμα του βακτηρίου. Οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε μία σειρά αλληλουχιών στο γενετικό μέρος CRISPR και μπορούν να ανακτηθούν και να χρησιμοποιηθούν για την ανακατασκευή μίας σειράς γεγονότων.

Η ερευνητική ομάδα εισήγαγε DNA με πληροφορία στο βακτήριο E. coli με ρυθμό 1 καρέ την ημέρα, για 5 ημέρες. Χρησιμοποίησαν νουκλεοτίδια για να παράγουν κώδικα που περιγράφει το κάθε pixel (εικονοστοιχείο) της κάθε εικόνας. Οι αλληλουχίες βίντεο εισήχθησαν καρέ-καρέ στο γονιδίωμα ζωντανών βακτηρίων με τη σειρά που ελήφθησαν. Με την είσοδο των δεδομένων στο γονιδίωμα των βακτηρίων, τα δεδομένα μπόρεσαν να ανακληθούν με προσδιορισµό της αλληλουχίας του DNA ενώ οι εικόνες να ανακατασκευαστούν κατόπιν ανάγνωσης του κώδικα των νουκλεοτιδίων, η οποία πραγματοποιήθηκε με ποσοστό ακριβείας 90%.

Το πρώτο κωδικοποιημένο βίντεο σε DNA. (http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-4690684/Scientists-store-movie-bacterial-DNA.html)

Το επιλεγμένο βίντεο από τους ερευνητές ήταν πέντε καρέ από τη σειρά φωτογραφιών ενός καθαρόαιμου αλόγου σε καλπασμό του βρετανού φωτογράφου Eadweard Muybridge, το οποίο αποτελεί μία από τις πρώτες προσπάθειες καταγραφής κινούμενης εικόνας στην Ιστορία (1887). Οι ερευνητές Church και Shipman παρουσιάζουν όλη τη διαδικασία αποθήκευσης βίντεο σε γονιδίωμα βακτηρίων εδώ.