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

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Sigal Tifferet

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

נאמר שמתרחש אסון שמחזיר את האנושות חזרה לעידן האבן.

Can our knowledge and history survive?

האם הידע וההיסטוריה שלנו יכולים לשרוד?

The printed page will decompose.

הדף המודפס יתפורר.

Hard drive storage will deteriorate.

דיסקים קשיחים יתפרקו.

Even stones will eventually crumble.

אפילו אבנים יתפוררו לבסוף.

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

אבל אולי יש משהו בתוכנו שיכול לשרוד את המגבלות הפיזיות האלו:

deoxyribonucleic acid.

חומצה דאוקסיריבונוקלאית.

DNA already stores our biological information.

DNA כבר אוגר את המידע הביולוגי שלנו.

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

מצבע העיניים לגוון העור, הוא מתכנת את כל הגוף שלנו.

DNA is made of four organic bases:

DNA עשוי מארבעה בסיסים אורגניים:

adenine,

אדנין,

guanine,

גואנין,

cytosine,

ציטוזין,

and thymine,

ותימין,

or A, G, C, and T.

או A, G, C, ו T.

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

רצפים ספיציפיים של הבסיסים האלה בקבוצות של שלושה, הנקראים קודונים,

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

נותנים לתאים שלנו הוראות לייצור כל אחד מחלבוני גופנו.

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

אבל הקוד הזה יכול לשמש גם לדברים אחרים,

like secret messages.

כמו הודעות סודיות.

In 1999, scientists in New York created an alphabet

ב-1999, מדענים בניו יורק יצרו אלפבית

in which each of the 64 possible DNA codons

בו כל אחד מ-64 הקודונים האפשריים ב-DNA

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

מחליפים אות ספציפית, מספר, או סימן איות.

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

הם חתכו הודעה בת 22 תווים לגדיל ארוך של DNA

and surrounded it with specific genetic markers.

והקיפו אותו בסמנים גנטיים מסויימים.

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

אז הם החביאו את ה-DNA על נקודה במכתב בכתב יד

with only a small smudge to give the location away.

כשרק מריחה קטנה מסגירה את המיקום.

They mailed the letter back to themselves.

הם שלחו את המכתב חזרה לעצמם.

Then they examined the letter looking for the DNA strand.

אז הם בחנו את המכתב בחיפוש אחר גדיל ה-DNA.

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

ברגע שגדיל ה-DNA אותר, הם מצאו את הסמנים הגנטיים.

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

אז, הם ריצפו את ה-DNA ופיענחו בהצלחה את ההודעה.

It soon became obvious that DNA cryptography

במהרה התברר שקריפטוגרפיית DNA

could code for much more than simple text.

יכולה לקודד הרבה מעבר לטקסט פשוט.

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

על ידי תרגום 1ים ו-0ים של הקוד הבינארי לקודוני DNA,

digital data could be programmed into synthetic DNA,

אפשר לתכנת מידע דיגיטלי לתוך DNA סינטטי,

then decoded back into its original form.

ואז לפענח אותו חזרה לצורתו המקורית.

In 2012, UK scientists encoded 739 kilobytes of computer files

ב-2012, מדענים בריטים קודדו 739 קילובייט של קבצי מחשב

into DNA strands,

לגדילי DNA,

including all 154 Shakespeare sonnets

כולל כל 154 הסונטות של שייקספיר

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

וחלק מהנאום "יש לי חלום" של מרטין לותר קינג.

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

ארבע שנים מאוחר יותר, חוקרים במיקרוסופט ואוניברסיטת וושינגטון

broke that record.

שברו את השיא הזה.

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

הם השתמשו בקידוד בינארי כדי ללכוד 200 מגה-בייט של מידע,

including the Universal Declaration of Human Rights

כולל ההצהרה האוניברסלית של זכויות האנוש

and a high-def OK Go music video,

וסרטון באיכות גבוהה של להקת אוקיי-גו,

all in strings of DNA.

כולם על גדילי DNA.

As far as storage capacity goes,

בהקשר של אחסון מידע,

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

DNA בולט בזכות כמויות המידע המפתיעות שהוא יכול לשמור

in so little space.

בשטח כה קטן.

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

הגבולות התאורטיים הנוכחיים של אחסון DNA הם כל כך גבוהים

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

שתוכלו להכניס 100 מיליון סרטונים באיכות גבוהה על מחק של עפרון.

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

אפילו יתכן שיום אחד נוכל להכניס את כל המידע

currently on the Internet

שכרגע נמצא באינטרנט

into the space of a shoe box.

לתוך חלל בגודל של קופסת נעליים.

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

כמו כן, מחשבים וסלילים מגנטיים ודיסקים עליהם המידע נאגר

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

מחזיקים רק כעשור, במקסימום, לפני שהם מתפרקים ומאבדים מאמינותם.

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

ל-DNA, לעומת זאת, יש זמן מחצית חיים של 500 שנה,

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

שזה הזמן שלוקח לחצי מהקשרים להתפרק.

And if left in a cold and dark environment,

ואם משאירים אותו בסביבה קרה וחשוכה,

DNA could potentially last for hundreds of thousands of years.

DNA יכול להחזיק פוטנציאלית מאות אלפי שנים.

And if that isn't long enough,

ואם זה לא מספיק זמן,

scientists experimented with having synthetic DNA auto-reproduce.

מדענים התנסו בשכפול אוטומטי של DNA סינטטי.

After creating their own strands of DNA

אחרי שיצרו גדילי DNA בעצמם

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

שהכילו את המילים של שיר הילדים "זה עולם מופלא,"

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

הם שמו אותם בתוך גן של מיקרוב בשם קונאן החיידק.

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

קונאן שייך למין שיכול לשרוד בואקום,

or without water, for six years,

או בלי מים, במשך שש שנים,

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

או לצאת ללא פגע מחשיפה לקרינה

1,000 times that which would kill a human.

גבוהה פי אלף ממה שיהרוג אדם.

According to the experiment,

לפי הניסוי,

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

החיידקים מסוגלים להתרבות לפחות 100 דורות מבלי לאבד מידע.

Theoretically, if the organism had redundant copies of the information

תיאורטית, אם לאורגניזם היו עותקים יתירים של המידע

that could be used to automatically correct mistakes,

שיכולים לשמש לתיקון אוטומטי של טעויות,

the information could stay preserved even longer.

המידע יכול היה להישמר אפילו זמן ארוך יותר.

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

אז יום אחד, אולי תצליחו ליצור ארכיון מידע חי וצומח

in your own backyard,

בחצר האחורית שלכם,

and its seeds might carry your family's history,

והזרעים שלו אולי ישאו את ההיסטוריה המשפחתית שלכם,

a detailed breakdown of the world's political upheavals,

פירוט העליות והמורדות של הפוליטיקה העולמית,

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

או סיכום הידע האנושי על גבי יערות ומעבר ליבשות.

Perhaps even into the far reaches of space.

אולי אפילו לתוך החלל העמוק.

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

למרות שאולי יום אחד נעלם, אולי המורשת שלנו תוכל להמשיך לחיות,

if anyone would think to find it.

אם מישהו ינסה למצוא אותה.