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

آبا DNA حافظه‌ی اطلاعاتی آینده است؟ - لئوبر-مک گینس

Translator: Sareh Jafari Reviewer: Nima Pourreza

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

بیایید قبول کنیم که فرستادن بشریت به عصر حجر یک فاجعه است.

Can our knowledge and history survive?

آیا دانش و گذشته‌ی ما می تواند باقی بماند؟

The printed page will decompose.

صفحات چاپ شده تجزیه خواهد شد.

Hard drive storage will deteriorate.

دستگاه های حافظه از بین خواهند رفت.

Even stones will eventually crumble.

حتی سنگ ها هم در نهایت فروخواهند ریخت.

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

ولی شاید درون ما چیزیست که می‌تواند فراتر از محدودیت‌های فیزیکی ما باشد:

deoxyribonucleic acid.

دئوکسی ریبونوکلئیک اسید.

DNA already stores our biological information.

DNA در حال حاضر، اطلاعات بیولوژیکی ما را ذخیره می کند.

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

از رنگ چشم ها گرفته تا پوست بدن، همه بدن ما را DNA برنامه ریزی می‌کند.

DNA is made of four organic bases:

DNA از 4 ماده آلی تشکیل شده است:

adenine,

ادنین

guanine,

گوانین

cytosine,

سایتوسین

and thymine,

تایمین

or A, G, C, and T.

یا C ،G ،A و T.

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

چینش خاص این ۴ ماده در گروه های سه تایی، به عنوان کدهای DNA شناخته می شود.

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

که دستورالعمل ساخت هریک از پروتئین‌ها را در بدن ما به سلول ها می‌دهد.

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

اما این کدها برای چیزهای دیگری نیز استفاده می‌شود،

like secret messages.

مثل پیام های مخفی.

In 1999, scientists in New York created an alphabet

در ۱۹۹۹، دانشمندان در نیویورک الفبای جدیدی را اختراع کردند

in which each of the 64 possible DNA codons

که در آن هر کدام از ۶۴ حالت ممکن کدهای DNA وجود دارد

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

و جایگزین یه حرف یا عدد یا نشانه های گرامری می شود.

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

آن ها یک پیام ۲۲ کاراکتری را به رشته ی طولانی از DNA تبدیل کردند،

and surrounded it with specific genetic markers.

و آن را با نشانه های ژنتیکی خاص محصور کردند.

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

آن ها سپس DNA را در یک دوره در یک نامه تایپ شده

with only a small smudge to give the location away.

با لکه‌ی کوچک مخفی کردند تا محل آن مشخص شود.

They mailed the letter back to themselves.

آن ها نامه را برای خودشان فرستادند.

Then they examined the letter looking for the DNA strand.

سپس نامه را به دنبال رشته DNA جستجو کردند.

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

وقتی رشته DNA پیدا شد آن‌ها نشانه های ژنتیکی را یافتند

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

سپس آن ها DNA را به ترتیب مرتب کردند و پیام‌ها را با موفقیت رمزگشایی کردند

It soon became obvious that DNA cryptography

به زودی مشخص شد که رمزنگاری DNA

could code for much more than simple text.

می تواند چیزی بیش از یک متن ساده باشد.

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

با ترجمه کردن کدهای باینری ۰ و ۱ به کدهای DNA

digital data could be programmed into synthetic DNA,

داده های دیجیتال می تواند به صورت DNA مصنوعی برنامه ریزی شود

then decoded back into its original form.

سپس به فرم اصلی خود رمزگشایی می‌شود.

In 2012, UK scientists encoded 739 kilobytes of computer files

در ۲۰۱۲، دانشمندان بریتانیا ۷۳۹ کیلوبایت از فایل‌های کامپیوتری را

into DNA strands,

به صورت رشته های DNA رمزگذاری کردند،

including all 154 Shakespeare sonnets

شامل تمام ۱۵۴ غزل شکسپیر

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

و گزیده ای از سخنان مارتین لوترکینگ با عنوان "من رویایی دارم."

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

و ۴ سال بعد، محققان در ماکروسافت و دانشگاه واشنگتن

broke that record.

آن رکورد را شکستند.

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

آنها از برنامه نویسی دودویی برای نگه‌داری ۲۰۰ مگابایت اطلاعات استفاده کردند،

including the Universal Declaration of Human Rights

شامل اعلامیه جهانی حقوق بشر

and a high-def OK Go music video,

و نسخه با کیفیت موزیک ویدیو OK-GO.

all in strings of DNA.

همه در رشته هایی از DNA

As far as storage capacity goes,

هر چه ظرفیت ذخیره سازی بیشتر شود،

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

اهمیت DNA بیشتر می‌شود زیرا می‌تواند میزان قابل توجهی از اطلاعات را

in so little space.

در فضای بسیار محدود خود نگه دارد.

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

قابلیت ذخیره سازی DNA به صورت تئوری بسیار بالاست

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

به اندازه ای که شما می‌توانید ۱۰۰ میلیون فیلم HD بر روی یک مداد پاک کن داشته باشید

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

حتی قابل تصور است که روزی ما بتوانیم

currently on the Internet

همه اطلاعات موجود دراینترنت را

into the space of a shoe box.

در فضای داخل جعبه کفش جا دهیم.

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

همچنین کامپیوترها و نوارهای مغناطیسی و دیسک هایی که اطلاعات ذخیره شده رو آن ها

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

قبل از اینکه از بین رفته و غیرقابل اعتماد شوند،

حداکثر برای تنها چند دهه دوام می‌آورند.

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

این در حالی ست که DNA، نیمه عمر ۵۰۰ ساله دارد.

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

و به این معناست که این مدت زمان می‌برد تا نیمی از پیوندهای DNA از بین برود.

And if left in a cold and dark environment,

و اگر در محیط سرد و تاریک باقی بماند،

DNA could potentially last for hundreds of thousands of years.

DNA می‌تواند بصورت بالقوه صدها هزار سال دوام بیاورد.

And if that isn't long enough,

و اگر این مقدار کافی نیست،

scientists experimented with having synthetic DNA auto-reproduce.

محققان تکثیر خودکار DNA مصنوعی را آزمایش کردند.

بعد از ایجاد رشته های DNA

After creating their own strands of DNA

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

که متن ترانه ی کودکانه‌ی «این یک جهان کوچک است»

در آن نوشته شده است،

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

آنها را در ژن یک میکروب با نام کونان باکتریوم جای گذاری کردند.

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

کونان متعلق به گونه‌ای است که می‌تواند در خلاء هم زنده بماند،

or without water, for six years,

یا ۶ سال بدون آب،

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

یا پس از اینکه در معرض تابش اشعه ای

1,000 times that which would kill a human.

که هزار برابر آن چیزی که انسان را می‌کشد قرار گرفت، سالم بیرون بیاید.

According to the experiment,

براساس این آزمایشات،

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

بایکتریوم قادر به تکثیر حداقل ۱۰۰ نسل بدون از دست دادن اطلاعات بود.

Theoretically, if the organism had redundant copies of the information

از لحاظ تئوری، اگر اورگانیسم DNA دارای نسخه‌های فراوانی از اطلاعات باشد

that could be used to automatically correct mistakes,

می تواند به صورت خودکار اشتباهات را تصحیح کند

the information could stay preserved even longer.

و اطلاعات می‌تواند حتی طولانی‌تر حفظ شود.

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

بنابراین شاید یک روز شما قادر به ایجاد فضای ذخیره اطلاعاتی زنده، رشد کننده و آگاه

in your own backyard,

در حیاط پشتی خود باشید.

and its seeds might carry your family's history,

و دانه‌های آن ممکن است، حامل گذشته‌ خانواده شما باشد،

a detailed breakdown of the world's political upheavals,

یا تجزیه و تحلیل دقیق تحولات سیاسی جهان،

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

یا مجموع دانش بشریت در جنگل‌ها و سراسر قاره‌ها.

Perhaps even into the far reaches of space.

شاید حتی جایی دور در فضا باشد.

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

گرچه ممکن است ما روزی ناپدید شویم ولی شاید میراث ما همچنان زنده باشد،

if anyone would think to find it.

اگر کسی بدنبال پیدا کردن آن باشد.