Bilim İnsanları DNA Üzerine Veri Depoladı

Amerikalılar DNA üzerine işletim sistemi, 1895’te çekilen bir Fransız filmi, Amazon hediye kartı ve hastalık yapıcı virüs kaydettiler. 1 gram DNA’ya 215 bin terabayt veri depolanıyor. 2017’de sadece internette 1,4 milyar TB veri üretilecek ve bunun için insan DNA’sıyla çalışan organik bilgisayarlar gerekecek.

DNA yeni hard disk olacak

İnternetin son 25 yılda yaygınlaşmasıyla birlikte bilgisayarla üretilen veri miktarı her yıl katlanarak artıyor. Bir de buna 1981’de piyasaya çıkan dünyanın ilk kişisel bilgisayarından (IBM PC) bu yana üretilen toplam veriyi eklersek ortaya muazzam bir depolama ihtiyacı çıkıyor.

Oysa elimizde her yıl üretilen veriyi depolamaya yetecek sayıda bilgisayar bulunmuyor. Bilim insanları işte bu yüzden insan DNA’sını sentezleyerek veri depolamaya karar verdiler.

Öyle ki gelecekte insan, bitki, hayvan ve hatta bakteri DNA’sı veri depolamakta kullanılacak ve DNA ile çalışan organik bilgisayarlar sayesinde tüm dünya dev bir veri merkezine dönüşecek. Peki 2030’dan sonra bu nasıl mümkün olacak? İnsan DNA’sına veri kaydetmenin inceliklerini birlikte görelim.

İlgili yazı: Gerçek Jurassic Park: Mamut ve Dinozorlar Klonlanacak

 

Genetik kodumuz

MIT ve Stanford’dan sonra harekete geçen Columbia Üniversitesi araştırmacıları, insan DNA’sını sabit disk sürücüsü olarak kullanmaya karar verdiler. Sabit disk sürücüleri, SSD ve flash bellekler varken neden DNA’ya veri kaydedelim derseniz cevabı basit:

İnsanın genetik kodu DNA’da saklanıyor. DNA’mız zaten insan vücudunun temel veri depolama alanı olarak kullanılıyor. İnsan beyni bile potansiyel veri depolama kapasitesi açısından ikinci sırada geliyor.

Ayrıca çifte sarmal DNA’da 3 milyar baz ve on binlerce gen bulunuyor. Bu üç boyutlu organik molekül sıradan hard diskten yüz binlerce kat daha fazla veri depolayabiliyor. Üstelik insan vücudunda, bitkiler, hayvanlar ve hatta bakterilerde sayısız kopyası bulunuyor.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Ne kadar dayanıklı

Dünyanın en kaliteli DVD’si bile sadece 100 yıl dayanabiliyor. Öyle ki bugün üretilen CD’lerin üstündeki veriyi 50 yıldan uzun saklaması imkansız. Sabit ve harici disk sürücüleri ile SSD’lerin ömrü ise 20 yılla sınırlı.

Oysa mamut klonlama yazısında anlattığım gibi, genetik kodumuz yüz binlerce yıl boyunca bozulmadan kalabiliyor ve bazı özel şartlar altında, 65 milyon yıl öncesinden kalma dinozor DNA’sını bile, göktaşına kurban giden bu dev canlıları hayata döndürmek için kullanmak mümkün.

İlgili yazı: Kuantum Bilinç: İnsan Beyni Kuantum Bilgisayar mı?

 

Nasıl çalışıyor?

Nature’da yayınlanan bilimsel makalenin¹ ortak yazarları Yaniv Erlich ve Dina Zielinski, DNA’ya nasıl veri depoladıklarını şöyle açıklıyor:

“Veri depolamakta kullanacağımız dosyaları oluşturan bilgi bitlerini tek tek nükleotidlere kaydettik. Hatta tek bir nükleotide maksimum miktarda veri kaydetmeyi başardık. Ardından bu molekülleri sentezleyerek test tüplerinde sakladık.”

İlgili yazı: İngilizler Biyoprinterda İnsan Kalbi Bastılar

 

Kaydedilen veriyi nasıl okudular?

İki bilim insanı DNA’ya kuru kuruya veri kaydetmenin hiçbir önemi olmadığını biliyorlardı. Mesele kaydedilen veriyi okumayı başarmaktı. Bunun için de DNA çeşmesini geliştirdiler.

Bu yöntemde özellikle DNA’ya veri kaydetmek üzere yazılan kodlar kullanılıyor ve buna sadece 3B moleküllerle çalışan bir işletim sistemi de diyebilirsiniz. Özel sıkıştırma yazılımı DNA’ya maksimum miktarda veri kaydedilmesine izin veriyor.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Netflix’ten esinlendiler

Netflix gibi online yayın akışı hizmetleri veriyi küçük paketlere bölen çeşme kodları kullanıyor. Bu yöntem, paketler yavaşlatılan internette kaybolsa bile, yayın kesilmeden internetten dizi izlemenizi sağlıyor (tabii büyük miktarda veri kaybı olmazsa).

Aynı zorluk İnsan DNA’sı için de geçerli: Laboratuarda 1 kg DNA üretemeyeceğimize göre, DNA’ya ancak küçük parçalar halinde veri kaydedebiliriz. Nitekim çeşme kodları 1 gram DNA’ya 215 bin TB’a kadar veri kaydedilmesini sağlıyor.

İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?

 

Ne zaman?

Günümüzde Microsoft insan DNA’sına veri kaydetmeye yönelik çalışmalar yapıyor. Ancak, Erlich’e göre ilk organik DNA depolama birimlerine en az 10 yıl var. Yine de araştırmacılar çok umutlu ve “Hard disklerin geliştirilmesi ve yaygınlaşması da uzun yıllar aldı” diyorlar.

Ancak, DNA’lı organik süper bilgisayarların en büyük yararı kök hücre tedavisi ile kanser gibi kalıtsal hastalıkları önleyen yeni gen makasları hızla geliştirmek olacak.

DNA hard diskler

¹DNAFountain enables a robust and efficient storage architecture
²1.4 zetabytes on internet by 2017; 80-90% of it will be video