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

ดีเอ็นเอคืออนาคตของการเก็บข้อมูลหรือเปล่า - เลโอ แบร์-แมกกินแนส (Leo Bear-McGuinness)

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Rawee Ma

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

สมมติว่าเกิดภัยพิบัติที่ทำให้มนุษยชาติ ย้อนกลับไปยังยุคหิน

Can our knowledge and history survive?

ความรู้และประวัติศาสตร์ของเราจะยังเหลือรอดหรือไม่

The printed page will decompose.

เอกสารที่พิมพ์บนกระดาษก็จะถูกย่อยสลาย

Hard drive storage will deteriorate.

ฮาร์ดไดรฟ์ที่เก็บข้อมูลเอาไว้ก็จะเสื่อมสภาพ

Even stones will eventually crumble.

หินทุกก้อนจะกร่อนสลาย

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

แต่เราอาจมีอะไรบางอย่างในตัวเรา ที่สามารถเอาชนะข้อจำกัดทางกายภาพเหล่านี้ได้

deoxyribonucleic acid.

กรดดีออกซีนิวคีอิก

DNA already stores our biological information.

ดีเอ็นเอเก็บข้อมูลทางชีวภาพของเราอยู่แล้ว

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

ทั้งสีตาไปถึงสีผิว มันโปรแกรมร่างกายของเราทั้งหมด

DNA is made of four organic bases:

ดีเอ็นเอประกอบด้วยเบสอินทรีย์สี่ชนิด

adenine,

อะดีนีน

guanine,

กวานีน

cytosine,

ไซโตซีน

and thymine,

และไทมีน

or A, G, C, and T.

หรือ A, G, C, และ T

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

ลำดับจำเพาะของเบสเหล่านี้ ถูกจัดเป็นกลุ่ม กลุ่มละสาม เรียกว่า โคดอน

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

มันทำให้คำสั่งกับเซลล์ของเรา เพื่อสร้างแต่ละโปรตีนในร่างกายของเรา

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

แต่รหัสนี้สามารถถูกใช้ เพื่อประโยชน์อย่างอื่นได้อีก

like secret messages.

อย่างเช่น การส่งข้อความ

In 1999, scientists in New York created an alphabet

ในปี ค.ศ. 1999 นักวิทยาศาสตร์จากนิวยอร์ค สร้างตัวอักษรขึ้น

in which each of the 64 possible DNA codons

ซึ่งแต่ละ 64 ดีเอ็นเอโคดอนที่เป็นไปได้

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

แทนตัวอักษร ตัวเลข และสัญลักษณ์ทางไวยากรณ์จำเพาะ

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

พวกเขาตัดข้อความยาว 22 ตัวอักษร เป็นดีเอ็นเอยาวหนึ่งสาย

and surrounded it with specific genetic markers.

และล้อมมันด้วย เครื่องหมายทางพันธุกรรมจำเพาะ

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

จากนั้นพวกเขาซ่อนดีเอ็นเอ เอาไว้ตรงจุดมหัพภาค

with only a small smudge to give the location away.

โดยทำเครื่องหมายไว้เล็กน้อยเพื่อบอกตำแหน่ง

They mailed the letter back to themselves.

พวกเขาส่งจดหมายกลับไปหาตนเอง

Then they examined the letter looking for the DNA strand.

จากนั้นก็สำรวจแต่ละตัวอักษร มองหาสายดีเอ็นเอ

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

เมื่อพบต่ำแหน่งสายดีเอ็นเอ พวกเขาพบกับเครื่องหมายทางพันธุกรรม

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

จากนั้น พวกเขาก็หาลำดับดีเอ็นเอ และถอดรหัสข้อความได้เป็นผลสำเร็จ

It soon became obvious that DNA cryptography

จากนั้นมันก็ชัดเจนว่าการเข้ารหัสดีเอ็นเอ

could code for much more than simple text.

สามารถให้รหัสได้มากกว่าข้อความธรรมดา

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

โดยการแปลรหัส 1 และ 0 ของรหัสทวิภาคเป็นโคดอนของดีเอ็นเอ

digital data could be programmed into synthetic DNA,

ข้อมูลดิจิตัลอาจถูกโปรแกรม เป็นดีเอ็นเอสังเคราะห์

then decoded back into its original form.

จากนั้นถูกถอดรหัสกลับสู่รูปแบบดั้งเดิม

In 2012, UK scientists encoded 739 kilobytes of computer files

ในปี ค.ศ. 2012 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เข้ารหัสไฟล์คอมพิวเตอร์ขนาด 739 กิโลไบต์

into DNA strands,

เข้าไปในสายดีเอ็นเอ

including all 154 Shakespeare sonnets

ที่รวมถึงบทร้อยกรองซอนเนต ทั้งหมด 154 บทของเชคสเปียร์

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

และข้อความที่ถูกตัดออกมาจาก สุนทรพจน์ของมาติน ลูเธอร์ คิง "ผมมีความฝัน"

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

และสี่ปีต่อมา นักวิจัยที่ไมโครซอร์ฟ และมหาวิทยาลัยวอชิงตัน

broke that record.

ทำลายสถิติ

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

พวกเขาใช้การเข้ารหัสทวิภาค เพื่อเก็บข้อมูล 200 เมกะไบต์ที่ใหญ่มาก

including the Universal Declaration of Human Rights

ที่รวมถึงแถลงการณ์นานาชาติของสิทธิมนุษย์ชน

and a high-def OK Go music video,

และมิวสิกวีดีโอความคมชัดสูงของ OK Go

all in strings of DNA.

ทั้งหมดในสายดีเอ็นเอ

As far as storage capacity goes,

ด้วยความสามารถในการจุข้อมูลตอนนี้

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

สายดีเอ็นเอมีความโด่ดเด่นเนื่องจาก ปริมาณข้อมูลที่มันสามารถเก็บไว้ได้

in so little space.

ในพื้นที่ขนาดเล็ก

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

ข้อจำกัดเชิงทฤษฎีของความสามารถในการเก็บข้อมูล ของดีเอ็นเอในตอนนี้สูงมาก

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

คุณสามารถเก็บภาพยนต์ความคมชัด 100 ล้าน ในยางลบปลายดินสอได้

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

มันถูกคาดว่าสักวันหนึ่ง เราอาจนำข้อมูลทั้งหมด

currently on the Internet

ที่อยู่ในอินเทอร์เน็ตในตอนนี้

into the space of a shoe box.

บรรจุลงไปในพื้นที่ของกล่องรองเท้า

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

นอกจากนั้น คอมพิวเตอร์และเทปแม่เหล็ก และดิสก์ที่มีข้อมูลอยู่

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

มีอายุอยู่ได้นานที่สุดเพียงไม่กี่สิบปี ก่อนที่จะสบายและกลายเป็นสิ่งที่เราพึ่งพาไม่ได้

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

ในขณะที่ ดีเอ็นเอมีครึ่งชีวิต 500 ปี

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

นั่นหมายความว่า นั่นคือระยะเวลา ที่จะทำให้พันธะของมันหักออกครึ่งหนึ่ง

And if left in a cold and dark environment,

และถ้าเก็บไว้ในสิ่งแวดล้อมที่เย็นและมืด

DNA could potentially last for hundreds of thousands of years.

ดีเอ็นเอควรที่จะมีอายุ อยู่ได้เป็นเวลาหลายแสนปี

And if that isn't long enough,

และถ้านั่นยังนานไม่พอ

scientists experimented with having synthetic DNA auto-reproduce.

นักวิทยาศาสตร์ทำการทดสอบ ด้วยดีเอ็นเอสังเคราะห์ที่เพิ่มจำนวนเองได้

After creating their own strands of DNA

หลังจากสร้างสายดีเอ็นเอของพวกเขาเอง

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

ที่สะกดเนื้อร้องของเพลงเด็กที่ชื่อว่า "โลกใบเล็ก"

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

พวกเขาวางพวกมันลงในจีโนม ของจุลชีพที่มีชื่อเล่นว่าเจ้าแบคทีเรีย โคนัน

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

โคนันเป็นแบคทีเรียที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ ในสุญญากาศ

or without water, for six years,

หรือไม่มีน้ำ ได้เป็นเวลาหกปี

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

หรือไร้ร่องรอยเสียหายแม้ผ่านการสัมผัสกับรังสี

1,000 times that which would kill a human.

ที่มีความเข้มเป็น 1,000 เท่า ของรังสีที่ฆ่าคนได้

According to the experiment,

จากผลการทดลองครั้งนี้

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

แบคทีเรียสามารถที่จะเพิ่มจำนวน ได้อย่างน้อย 100 รุ่นโดยข้อมูลไม่สูญหาย

Theoretically, if the organism had redundant copies of the information

โดยทฤษฎี ถ้าสิ่งมีชีวิต มีสำเนาที่เหมือนกับข้อมูล

that could be used to automatically correct mistakes,

นั่นสามารถถูกใช้เป็นตัวแก้ความผิดพลาด ได้โดยอัตโนมัติ

the information could stay preserved even longer.

ข้อมูลอาจถูกคงไว้ได้นานกว่านั้น

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

ฉะนั้น สักวันหนึ่ง คุณอาจสามารถสร้าง ความรู้ที่เราได้มาที่เติบโตได้และมีชีวิต

in your own backyard,

ไว้ในสวนหลังบ้านของเราเอง

and its seeds might carry your family's history,

และเมล็ดพันธุ์ของมันอาจบันทึกประวัติครอบครัว

a detailed breakdown of the world's political upheavals,

และรายละเอียดปลีกย่อย ของการเปลี่ยนแปลงทางการเมือง

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

หรือผลรวมของความรู้ของมนุษยชาติ สู่ป่าและทั่วทั้งทวีป

Perhaps even into the far reaches of space.

บางทีแม้แต่ในอวกาศที่ยากจะเข้าถึง

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

แม้ว่าเราสักวันหนึ่งพวกเราจะจากไป บางทีสิ่งที่เราทิ้งเอาไว้อาจยังคงอยู่รอดต่อไป

if anyone would think to find it.

ถ้าใครก็ตามที่คิดจะลองตามหามัน