Is DNA the future of data storage? - Leo Bear-McGuinness

المترجم: khalid kittani المدقّق: Nada Qanbar

Let's say there's a disaster that sends humanity back to the Stone Age.

لنقل أن هناك كارثة قد تعيد الإنسانية للعصر الحجري.

Can our knowledge and history survive?

هل سينجو كل من معرفتنا وتاريخنا؟

The printed page will decompose.

ستتحلل الأوراق المطبوعة،

Hard drive storage will deteriorate.

وستتلف أقراص التخزين الصلبة،

Even stones will eventually crumble.

حتى الحجارة ستتفتت في نهاية المطاف.

But we might have something inside us that can outlast these physical limitations:

ولكننا قد نملك شيئًا بداخلنا باستطاعته تجاوز تلك المعيقات الفيزيائية.

deoxyribonucleic acid.

الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين.

DNA already stores our biological information.

يخزن الـDNA معلوماتنا البيولوجية.

From eye color to skin tone, it programs our entire bodies.

من لون العين إلى لون البشرة، يبرمج أجسامنا كلها.

DNA is made of four organic bases:

يتكون الـDNA من أربع قواعد عضوية:

adenine,

الأدينين،

guanine,

الغوانين،

cytosine,

السيتوزين،

and thymine,

والثايمين،

or A, G, C, and T.

أو بالرموز A وG وC وT.

The specific sequence of these bases into groups of three, known as codons,

تترتب هذه القواعد في مجموعات ثلاثية، تعرف بالكودونات،

gives our cells instructions to make each of the proteins in our bodies.

والتي تعطي خلايانا التوجيهات لصناعة البروتينات في جسمنا.

But this code can be used for other things, too,

لكن هذا الترميز قد يستعمل أيضا لأشياء أخرى،

like secret messages.

مثل الرسائل السرية.

In 1999, scientists in New York created an alphabet

عام 1999، قام علماء في نيويورك بابتكار نظامٍ أبجدي

in which each of the 64 possible DNA codons

حيث يحل كل واحد من ال64 كودون

substituted for a specific letter, number, or grammar symbol.

مكان حرف محدد، رقم، أو رمز نحوي.

They spliced a 22-character message into a long strand of DNA

قاموا بتقسيم رسالة مكونة من 22 حرف إلى خيط طويل من الـDNA

and surrounded it with specific genetic markers.

وأحاطوه بمؤشرات وراثية مميزة.

They then hid the DNA over a period in a type-written letter

وبعدها خبؤوا الـDNA فوق نقطة في رسالة مكتوبة

with only a small smudge to give the location away.

مع لطخة صغيرة لتحديد المكان.

They mailed the letter back to themselves.

قاموا بإرسال الرسالة لأنفسهم.

Then they examined the letter looking for the DNA strand.

وبعدها فحصوا الرسالة بحثًا عن خيط الـDNA.

Once the DNA strand was located, they found the genetic markers.

وبمجرد تحديد مكانه، قاموا بإيجاد المؤشرات الوراثية.

Then, they sequenced the DNA and successfully decoded the message.

بعدها، أعادوا تسلسل الـDNA واستطاعوا فك تشفير الرسالة بنجاح.

It soon became obvious that DNA cryptography

أصبح واضحًا بعدها أن التشفير باستخدام الـDNA

could code for much more than simple text.

يمكن استخدامه لترميز أكثر من مجرد نص بسيط.

By translating the 1's and 0's of binary code into DNA codons,

عبر ترجمة الواحدات والأصفار في النظام الثنائي إلى كودونات،

digital data could be programmed into synthetic DNA,

يمكن برمجة المعلومات الرقمية إلى حمض نووي صناعي،

then decoded back into its original form.

وبعدها فك تشفيره إلى شكله الأصلي.

In 2012, UK scientists encoded 739 kilobytes of computer files

عام 2012، قام علماء بريطانيين بتشفير 739 كيلوبايت من ملفات حاسوبية

into DNA strands,

إلى خيوط DNA،

including all 154 Shakespeare sonnets

من ضمنها كل قصائد شيكسبير الـ 145

and an excerpt from Martin Luther King's "I Have a Dream" speech.

ومقتطفات من خطاب (لوثر كنج) "I Have a Dream".

And four years later, researchers at Microsoft and the University of Washington

وبعدها بأربع سنوات، باحثون في مايكروسوفت وجامعة واشنطن

broke that record.

كسروا ذلك الرقم.

They used binary coding to capture a whopping 200 megabytes of data,

لقد استخدموا النظام الثنائي لتشفير 200 ميغابايت من المعلومات،

including the Universal Declaration of Human Rights

من ضمنها الإعلان العالمي لحقوق الإنسان

and a high-def OK Go music video,

ومقطع فيديو أغنية عالي الجودة لفرقة "OK Go"،

all in strings of DNA.

كل ذلك في خيوط من الـDNA.

As far as storage capacity goes,

ومع ازدياد السعة التخزينية،

DNA stands out because of the surprising amount of information it can hold

يزداد بروز الـDNA بسب الكمية الضخمة من المعلومات التي يمكن تخزينها

in so little space.

في هذه المساحة الصغيرة.

The current theoretical limit of DNA'S storage capacity is so high

السعة التخزينية المقدرة للـDNA عالية جدًا

that you could fit 100 million HD movies on a pencil eraser.

لدرجة أنك تستطيع تخزين 100 مليون فيلم عالي الدقة على ممحاة قلم.

It's even conceivable that one day we could fit all of the information

يمكن حتى تصور أننا في يوم ما سنتمكن من تخزين كل المعلومات

currently on the Internet

الموجودة على الإنترنت

into the space of a shoe box.

داخل مساحة صندوق حذاء.

Also, computers and the magnetic tape and discs that their information is stored on

أيضًا، الحواسيب والأشرطة الممغنطة والأقراص المستخدمة لتخزين المعلومات

only last for a few decades, at most, before degrading and becoming unreliable.

تعيش فقط لعقود قليلة، على الأكثر، قبل أن تتعطل وتصبح غير موثوقة.

بينما الـDNA نصف عمره يساوي 500 سنة،

Meanwhile, DNA has a half-life of 500 years,

meaning that's how long it takes for half of its bonds to break.

والذي يعني الوقت اللازم لنصف روابطه لتنكسر.

And if left in a cold and dark environment,

وإذا حفظ في بيئة باردة ومعتمة،

DNA could potentially last for hundreds of thousands of years.

يستطيع الـDNA الصمود لمئات وآلاف السنين.

And if that isn't long enough,

وإذا لم يكن هذا طويلًا كفاية،

scientists experimented with having synthetic DNA auto-reproduce.

قام العلماء بتجربة DNA اصطناعي يقوم بنسخ نفسه تلقائيًا.

After creating their own strands of DNA

بعد إنشاء خيوط خاصة بهم من الـDNA

that spelled out the lyrics to the children's song "It's a Small World,"

والتي احتوت على كلمات أغنية الأطفال "It's a Small World"،

they placed them into the genome of a microbe nicknamed Conan the Bacterium.

قاموا بوضعها داخل جينوم ميكروب يلقب بكونان البكتيريا.

Conan belongs to a species which can survive in a vacuum,

كونان ينتمي إلى فصيلة تستطيع الصمود في الفراغ،

or without water, for six years,

أو بدون ماء لست سنوات،

or come out unscathed after being exposed to a dose of radiation

أو الخروج من غير خدوش بعد التعرض لكمية إشعاعات

1,000 times that which would kill a human.

أكثر بألف مرة من تلك القادرة على قتل إنسان.

According to the experiment,

وطبقًا للتجربة،

the bacterium was able to reproduce at least 100 generations without data loss.

استطاع الميكروب التكاثر على الأقل لمائة جيل دون خسارة للمعلومات.

Theoretically, if the organism had redundant copies of the information

فرضيًا، لو امتلك الجسيم نسخًا زائدة من المعلومات

that could be used to automatically correct mistakes,

يمكن استخدامها أوتوماتيكيًا لإصلاح الأخطاء،

the information could stay preserved even longer.

فإنه يمكن حفظ المعلومات لمدة أطول.

So one day, you might be able to create a living, growing, knowledge archive

ولذا في يوم ما، ربما تستطيع إنشاء أرشيف معلومات حيّ وينمو

in your own backyard,

في حديقة منزلك الخلفية.

and its seeds might carry your family's history,

وربما تحمل بذوره تاريخ عائلتك،

a detailed breakdown of the world's political upheavals,

وتاريخ مفصل حول الاضطرابات السياسية،

or the sum of humanity's knowledge into forests and across continents.

أو مجموع المعرفة البشرية داخل غابات وعبر القارات.

Perhaps even into the far reaches of space.

وربما إلى الفضاء البعيد.

Though we might one day disappear, perhaps our legacy can still live on,

باعتقاد أننا قد نختفي في يوم ما، فربما يمكن لإرثنا البقاء،

if anyone would think to find it.

لو فكر أحد في إيجاده.