How we can store digital data in DNA | Dina Zielinski

Çeviri: Fatih Yürekli Gözden geçirme: Figen Ergürbüz

I could fit all movies ever made inside of this tube.

Şimdiye kadar yapılmış olan tüm filmleri bu tüpün içine koyabilirim.

If you can't see it, that's kind of the point.

Eğer göremiyorsanız asıl konu da bu.

(Laughter)

(Kahkaha)

Before we understand how this is possible,

Bunun nasıl mümkün olacağını anlamadan önce

it's important to understand the value of this feat.

bu özelliğin değerini anlamak önemlidir.

All of our thoughts and actions these days,

Bugünlerdeki tüm düşünce ve hareketlerimiz

through photos and videos --

fotoğraf ve videolar vasıtasıyla --

even our fitness activities --

hatta fitness aktivitelerimiz --

are stored as digital data.

dijital veri olarak kayıt ediliyor.

Aside from running out of space

Telefonumuzdaki alanın

on our phones,

tükenmesi dışında

we rarely think about our digital footprint.

nadiren dijital izlerimiz hakkında düşünüyoruz.

But humanity has collectively generated more data

Fakat insanlık son birkaç yılda

tüm insanlık tarihinde ürettiği verinin

in the last few years

than all of preceding human history.

toplamından daha fazla veri üretmiştir.

Big data has become a big problem.

Büyük veri büyük bir sorun hâline gelmiştir.

Digital storage is really expensive,

Dijital kayıt birimleri gerçekten pahalı

and none of these devices that we have really stand the test of time.

ve sahip olduğumuz bu cihazların hiçbiri geçen yıllara direnemez.

There's this nonprofit website called the Internet Archive.

"Internet Archive" adında kâr amacı gütmeyen bir web sitesi var.

In addition to free books and movies,

Ücretsiz kitap ve filmlere ek olarak

you can access web pages as far back as 1996.

1996 yılına ait web sayfalarına dahi erişebilirsiniz.

Now, this is very tempting,

Çok cezbedici.

but I decided to go back and look at the TED website's very humble beginnings.

Fakat geriye gitmeye ve TED web sayfasının

mütevazı başlangıcına bakmaya karar verdim.

As you can see, it's changed quite a bit in the last 30 years.

Gördüğünüz üzere, son 30 yılda oldukça değişmiş.

So this led me to the first-ever TED,

Bu, beni 1984 yılındaki

back in 1984,

ilk TED'e götürdü

and it just so happened to be a Sony executive

ve bu kompakt diskin nasıl çalıştığını anlatan

explaining how a compact disk works.

Sony yöneticisine denk geldi.

(Laughter)

(Gülüşme)

Now, it's really incredible to be able to go back in time

Şimdi, zamanda geçmişe gidebilmek ve bu ana erişmek

and access this moment.

gerçekten inanılmaz.

It's also really fascinating that after 30 years, after that first TED,

İlk TED'den 30 yıl sonra, hâlâ dijital depolamadan

we're still talking about digital storage.

bahsediyor olmamız gerçekten büyüleyici.

Now, if we look back another 30 years,

Şimdi, diğer bir 30 yıla baktığımızda

IBM released the first-ever hard drive

IBM'in ilk sabit diski 1956 yılında

back in 1956.

piyasaya sürdüğünü görürüz.

Here it is being loaded for shipping in front of a small audience.

Burada sabit disk küçük bir seyirci grubu önünde yüklenmektedir.

It held the equivalent of one MP3 song

Sadece bir MP3 şarkısı taşıyabilecek kapasiteye sahip

and weighed over one ton.

ve ağırlığı bir tonun üzerinde.

At 10,000 dollars a megabyte,

Bir megabyte 10.000 dolar,

I don't think anyone in this room would be interested in buying this thing,

bu salondaki hiç kimsenin bu şeyi almakla ilgileneceğini düşünmüyorum,

except maybe as a collector's item.

belki bir koleksiyoncu dışında.

But it's the best we could do at the time.

Fakat bu, o zaman yapabildiğimizin en iyisiydi.

We've come such a long way in data storage.

Verilerin depolanmasında çok yol katettik.

Devices have evolved dramatically.

Cihazlar çok büyük bir ivme ile gelişti.

But all media eventually wear out or become obsolete.

Fakat tüm medyalar eninde sonunda eskiyor ve güncelliğini yitiriyor.

If someone handed you a floppy drive today to back up your presentation,

Eğer birisi bugün size sunumunuzu yedeklemeniz için disket sürücü verirse

you'd probably look at them kind of strange, maybe laugh,

muhtemelen ona garip garip bakardınız, belki de gülerdiniz

but you'd have no way to use the damn thing.

fakat bu lanet şeyi kullanmanızın bir yolu olmazdı.

These devices can no longer meet our storage needs,

Bazıları başka bir amaçla kullanılabilir olmasına rağmen

although some of them can be repurposed.

bu cihazlar artık bizim depolama ihtiyaçlarımızı karşılamamaktadır.

All technology eventually dies or is lost,

Tüm teknolojiler eninde sonunda bizim verilerimiz

along with our data,

ve tüm hafızamızla beraber

all of our memories.

ölecek veya kaybolacaktır.

There's this illusion that the storage problem has been solved,

Depolama probleminin çözüldüğü yönünde bir algı var

but really, we all just externalize it.

fakat aslında onu sadece harici hâle getiriyoruz.

We don't worry about storing our emails and our photos.

E-posta ve fotoğraflarımızı depolamaktan endişe etmiyoruz.

They're just in the cloud.

Çünkü buluttalar.

But behind the scenes, storage is problematic.

Fakat arka planda bir depolama problemi var.

After all, the cloud is just a lot of hard drives.

Hepsinden önce, bulut sadece birçok diskten oluşan bir yapıdır.

Now, most digital data, we could argue, is not really critical.

Şimdi bahsettiğimiz birçok dijital veri gerçekten kritik veriler değildir.

Surely, we could just delete it.

Kesinlikle bunları silebiliriz.

But how can we really know what's important today?

Fakat, günümüzde neyin önemli olduğunu gerçekten nasıl bilebiliriz?

We've learned so much about human history

Mağaralarda yer alan çizimler ve yazılardan, taş tabletlerden

from drawings and writings in caves,

insanlık tarihi hakkında

from stone tablets.

çok şey öğrendik.

We've deciphered languages from the Rosetta Stone.

Rosetta Stone'dan diller çevirdik.

You know, we'll never really have the whole story, though.

Bildiğiniz üzere, hikâyenin tamamına sahip değiliz.

Our data is our story,

Verilerimiz bizim hikâyemiz,

even more so today.

hatta daha fazlası bugünümüz.

We won't have our record recorded on stone tablets.

Verilerimizi kaydettiğimiz taş tabletlerimiz yok.

But we don't have to choose what is important now.

Fakat bugün neyin önemli olduğunu seçmek zorunda değiliz.

There's a way to store it all.

Hepsini kaydetmenin bir yolu var.

It turns out that there's a solution that's been around

Aslında yaklaşık birkaç milyar yıldan beri

for a few billion years,

bir çözümün var olduğu ortaya çıkıyor

and it's actually in this tube.

ve aslında çözüm bu tüpün içinde.

DNA is nature's oldest storage device.

DNA, en eski doğal depolama aygıtıdır.

After all, it contains all the information necessary

Hepsinden önemlisi bu, bir insanı inşa etmek ve devamlılığını sağlamak

to build and maintain a human being.

için gerekli tüm bilgileri içermektedir.

But what makes DNA so great?

Fakat DNA'yı bu kadar önemli kılan şey nedir?

Well, let's take our own genome

Örnek olarak

kendi genomumuzu ele alalım.

as an example.

If we were to print out all three billion A's, T's, C's and G's

Eğer 3 milyar yıllık A'nın, T'nin, C'nin ve G'nin standart fontta ve formatta

on a standard font, standard format,

çıktısını almış olsak

and then we were to stack all of those papers,

ve bu çıktıları üst üste koysak

it would be about 130 meters high,

bu yığın 130 metre yüksekliğinde olurdu,

somewhere between the Statue of Liberty and the Washington Monument.

yani Özgürlük Anıtı'yla Washington Anıtı arasında bir yerde olurdu.

Now, if we converted all those A's, T's, C's and G's

Şimdi, biz bu A, T, C ve G'leri dijital data, sıfır ve birlere

to digital data, to zeroes and ones,

dönüştürsek

it would total a few gigs.

toplam birkaç gigs tutardı.

And that's in each cell of our body.

Ve bu vücudumuzdaki her bir hücre için.

We have more than 30 trillion cells.

30 trilyondan fazla hücremiz var.

You get the idea:

Fikrimi anladınız mı?

DNA can store a ton of information in a minuscule space.

DNA minik boşluklarda tonlarca bilgi saklayabilir.

DNA is also very durable,

DNA çok dayanıklıdır da

and it doesn't even require electricity to store it.

ve bu bilgileri tutmak için elektriğe de ihtiyaç duymaz.

We know this because scientists have recovered DNA from ancient humans

Bunu biliyoruz çünkü bilim insanları yüz binlerce yıl önce yaşamış

ilk insanlardan DNA elde ettiler.

that lived hundreds of thousands of years ago.

One of those is Ötzi the Iceman.

Bunlardan birisi Buz Adam Ötzi.

Turns out, he's Austrian.

Avusturyalı olduğu ortaya çıktı.

(Laughter)

(Gülüşme)

He was found high, well-preserved,

İtalya ve Avusturya arasında dağların tepesinde

in the mountains between Italy and Austria,

iyi korunmuş hâlde bulundu

and it turns out that he has living genetic relatives here in Austria today.

ve günümüzde Avustruya'da yaşayan akrabaları olduğu ortaya çıktı.

So one of you could be a cousin of Ötzi.

Yani içinizde biri Ötzi'nin kuzeni olabilir...

(Laughter)

(Gülüşme)

The point is that we have a better chance of recovering information

Burada konu, eski telefonlardan çıkarttığımız bilgiden daha fazla bilgiyi

from an ancient human

ilkel insandan çıkartma hususunda

than we do from an old phone.

daha fazla şansımızın olmasıdır.

It's also much less likely that we'll lose the ability to read DNA

DNA'yı okuma kabiliyetimizi kaybetme ihtimalimiz

than any single man-made device.

herhangi bir insan yapımı cihaza göre çok daha azdır.

Every single new storage format requires a new way to read it.

Her bir yeni depolama formatı okumak için yeni bir yönteme ihtiyaç duyar.

We'll always be able to read DNA.

DNA'yı her zaman okuyabiliriz.

If we can no longer sequence, we have bigger problems

Artık dizemezsek veri depolama için endişelenmemizden

than worrying about data storage.

daha büyük bir problemimiz var.

Storing data on DNA is not new.

DNA'ya veri kaydetmek yeni bir olay değil.

Nature's been doing it for several billion years.

Doğa bunu milyarlarca yıl yapmaktadır.

In fact, every living thing is a DNA storage device.

Aslında yaşayan her şey DNA depolama aygıtıdır.

But how do we store data on DNA?

Fakat DNA'ya nasıl veri yükleyebiliyoruz?

This is Photo 51.

Fotoğraf 51.

It's the first-ever photo of DNA,

Bu, DNA'nın ilk çekilen fotoğrafı,

taken about 60 years ago.

60 yıl önce çekildi.

This is around the time that that same hard drive was released by IBM.

O aynı veri depolama cihazının

IBM tarafından piyasaya sürülmesiyle aynı zaman.

So really, our understanding of digital storage and of DNA have coevolved.

Bu nedenle dijital depolama anlayışımız ile DNA anlayışımız beraber gelişti.

We first learned to sequence, or read DNA,

İlk olarak DNA'yı dizmeyi veya okumayı öğrendik

and very soon after, how to write it,

hemen onun ertesinde nasıl yazacağımız

or synthesize it.

veya sentezleyeceğimiz öğrendik.

This is much like how we learn a new language.

Bu hemen hemen yeni bir dil öğrenmek gibi bir şey.

And now we have the ability to read, write and copy DNA.

Ve günümüzde DNA'yı okuma, yazma ve kopyalama imkânına sahibiz.

We do it in the lab all the time.

Bunu laboratuvarda her zaman yapıyoruz.

So anything, really anything, that can be stored as zeroes and ones

Sıfır ve bir olarak kaydedilen herhangi bir şey

can be stored in DNA.

DNA'ya kaydedilebilir.

To store something digitally, like this photo,

Fotoğraf gibi dijital bir şeyi kaydetmek için

we convert it to bits, or binary digits.

onu bit veya binary rakamlara çeviriyoruz.

Each pixel in a black-and-white photo is simply a zero or a one.

Siyah beyaz fotoğraftaki her bir piksel basitçe sıfır ve birlerden oluşur.

And we can write DNA much like an inkjet printer can print letters on a page.

DNA'yı, püskürtmeli yazıcının harfi kayda yazabildiği gibi yazabiliriz.

We just have to convert our data, all of those zeroes and ones,

Sadece yapmamız gereken şey sıfır ve birden oluşan verilerimizi

to A's, T's, C's and G's,

A, T, C ve G'ye dönüştürmektir

and then we send this to a synthesis company.

ve ardından bunu sentezleme firmasına gönderiyoruz.

So we write it, we can store it,

Yani onu yazıp kopyalayabiliriz

and when we want to recover our data, we just sequence it.

ve verilerimizi geri getirmek istediğimizde, onu sadece dizeriz.

Now, the fun part of all of this is deciding what files to include.

Şimdi, bunların hepsinin en eğlenceli bölümü olan

hangi dosyaları içeriğine karar verilmesi bölümü

We're serious scientists, so we had to include a manuscript

Bizler ciddi bilim insanlarıyız, iyi gelecek nesiller için

for good posterity.

bir yazı eklemek zorunda kaldık.

We also included a $50 Amazon gift card --

Ayrıca 50 dolarlık Amazon hediye kartı da ekledik--

don't get too excited, it's already been spent, someone decoded it --

bu kadar çok heyecanlanmayın, zaten harcandı, birisi onu çözdü--

as well as an operating system,

bunun yanında işletim sistemi

one of the first movies ever made

yapılmış olan ilk filmlerden bir tanesi

and a Pioneer plaque.

ve bir Pioneer Plakası ekledik.

Some of you might have seen this.

Bazılarınız bunu görmüş olabilirsiniz.

It has a depiction of a typical -- apparently -- male and female,

Bariz bir şekilde tipik erkek ve dişi

and our approximate location in the Solar System,

ve Pioneer uzay gemisinin herhangi bir zamanda uzaylılarla

in case the Pioneer spacecraft ever encounters extraterrestrials.

karşılaşması durumunda, bizim güneş sistemindeki yerimizin tasviri var.

So once we decided what sort of files we want to encode,

Bir defa ne tür dosyaları kodlamak istediğimize karar verdiğimizde

we package up the data,

verileri paketten çıkartacağız,

convert those zeroes and ones to A's, T's, C's and G's,

bu sıfır ve birleri A,T,C ve G'ye çevireceğiz

and then we just send this file off to a synthesis company.

ve ardından bu dosyayı sentezleme şirketine göndereceğiz.

And this is what we got back.

İşte bu bizim geri aldığımız şey.

Our files were in this tube.

Bizim dosyalarımız bu tüpün içerisindedir.

All we had to do was sequence it.

Yapmamız gereken şey bunu sıralamaktı.

This all sounds pretty straightforward,

Kulağa oldukça basit geliyor

but the difference between a really cool, fun idea

fakat çok havalı ve eğlenceli bir fikir ile gerçekten kullanabileceğimiz

and something we can actually use

bir şey arasındaki fark,

is overcoming these practical challenges.

bu pratik zorlukların üstesinden gelmektir.

Now, while DNA is more robust than any man-made device,

DNA herhangi bir insan yapımı cihazdan daha güçlü olmasına rağmen

it's not perfect.

mükemmel değildir.

It does have some weaknesses.

Bazı zayıflıkları vardır.

We recover our message by sequencing the DNA,

DNA'yı dizerek mesajımızı iyileştirebiliriz

and every time data is retrieved,

ve her veri kurtarıldığında

we lose the DNA.

DNA kaybederiz.

That's just part of the sequencing process.

Bu sadece dizme işleminin bir parçası.

We don't want to run out of data,

Verileri tüketmek istemiyoruz

but luckily, there's a way to copy the DNA

fakat şanslıyız ki DNA'ları kopyalamanın bir yolu var

that's even cheaper and easier than synthesizing it.

ki bu yol onu sentezlemekten daha ucuz ve kolay.

We actually tested a way to make 200 trillion copies of our files,

Aslında bizim dosyamızdan 200 trilyon kopya yapmak için

bu yöntemi test ettik

and we recovered all the data without error.

ve tüm verileri hatasız olarak tekrar elde ettik.

So sequencing also introduces errors into our DNA,

Dizme aynı zamanda DNA'mızdaki A,T,C ve G'deki hataları

into the A's, T's, C's and G's.

gösterdi.

Doğanın hücrelerimizde bunu halletmek için bir yöntemi bulunmaktadır.

Nature has a way to deal with this in our cells.

But our data is stored in synthetic DNA in a tube,

Fakat bizim data tüp içerisinde yer alan sentetik datada saklandı,

bu nedenle bu problemin üstesinden gelmek için kendi yolumuzu bulmak zorundaydık.

so we had to find our own way to overcome this problem.

We decided to use an algorithm that was used to stream videos.

Video oynatırken kullandığımız algoritmayı kullanmaya karar verdik.

When you're streaming a video,

Videoyu oynatırken

you're essentially trying to recover the original video, the original file.

aslından siz orijinal videoyu, orijinal dosyayı elde etmeye çalışıyorsunuz.

When we're trying to recover our original files,

Orijinal dosyayı elde etmeye çalıştığınızda

we're simply sequencing.

basitçe onu diziyorsunuz.

But really, both of these processes are about recovering enough zeroes and ones

Fakat gerçekten bu işlemlerin her ikisi de veriyi geri getirmek için

yeterli miktarda sıfır ve birlerin elde edilmesiyle ilgilidir.

to put our data back together.

And so, because of our coding strategy,

Kodlama stratejimiz nedeniyle

we were able to package up all of our data

milyon ve trilyonlarca kopya yapmamıza izin veren yöntemle

in a way that allowed us to make millions and trillions of copies

kendi verilerimizi paketliyebiliyorduk

and still always recover all of our files back.

ve devamlı tüm dosyalarımızı geri getiriyoruz.

This is the movie we encoded.

Bu bizim kodladığımız bir film.

It's one of the first movies ever made,

Yapılmış ilk filmlerden biridir

and now the first to be copied more than 200 trillion times on DNA.

ve şimdi 200 trilyon fazla DNA'ya kopyalanmış ilk film.

Soon after our work was published,

Bizim çalışmamızın yayımlanmasından hemen sonra

we participated in an "Ask Me Anything" on the website reddit.

Reddit web sitesindeki "Ask me anything" e katıldı.

If you're a fellow nerd, you're very familiar with this website.

Eğer inekseniz bu web sitesi size çok tanıdık gelir.

Most questions were thoughtful.

Birçok soru düşündürücüydü.

Some were comical.

Bazıları ise komikti.

For example, one user wanted to know when we would have a literal thumb drive.

Örneğin, bir kullanıcı ne zaman gerçek bir başparmak sürücüsüne

sahip olacağımızı öğrenmek istiyordu.

Now, the thing is,

Gerçek şu ki,

our DNA already stores everything needed to make us who we are.

bizim DNA'mız zaten bizi biz yapması gereken her şeyi depoluyor.

It's a lot safer to store data on DNA

Verileri DNA'ya, sentetik DNA'ya saklamak

in synthetic DNA in a tube.

çok güvenlidir.

Writing and reading data from DNA is obviously a lot more time-consuming

DNA'da veri yazmak ve okumak tabii ki tüm verilerinizi

hard diskte saklamaktan daha fazla zaman kaybettirir.

than just saving all your files on a hard drive --

for now.

Ancak şimdilik başlangıç için

So initially, we should focus on long-term storage.

uzun dönem depolamaya odaklanmalıyız.

Most data are ephemeral.

Birçok veri kısa ömürlüdür.

It's really hard to grasp what's important today,

Bugün neyin önemli olduğunu anlamak

or what will be important for future generations.

veya gelecek nesiller için neyin önemli olacağını anlamak gerçekten zordur.

But the point is, we don't have to decide today.

Ancak mesele şu ki bugün karar vermek zorunda değiliz.

There's this great program by UNESCO called the "Memory of the World" program.

UNESCO tarafında yürütülen Dünyanın Hafızası olarak adlandırılan

harika bir program var.

It's been created to preserve historical materials

Tüm insanlık için değer olarak kabul edilen

that are considered of value to all of humanity.

tarihi materyalleri korumak için oluşturuldu.

Items are nominated to be added to the collection,

Bizim kodladığımız film de dahil materyaller

including that film that we encoded.

koleksiyona katılmak üzere aday gösterildi.

While a wonderful way to preserve human heritage,

İnsanlık mirasını korumak için mükemmel bir yol olsa da

it doesn't have to be a choice.

bir seçim olmak zorunda değildir.

Instead of asking the current generation -- us --

Mevcut nesle --bize-- gelecekte neyin önemli olabileceğini

what might be important in the future,

sormak yerine

we could store everything in DNA.

DNA'daki her şeyi kaydedebiliriz.

Storage is not just about how many bytes

Depolama sadece ne kadar bayt olduğu ile ilgili değil

but how well we can actually store the data and recover it.

fakat gerçekten verileri ne kadar iyi saklayabiliyor ve geri getirebiliyoruz.

There's always been this tension between how much data we can generate

Sürekli ne kadar veri oluşturabildiğimiz ne kadarını geri getirebildiğimiz

and how much we can recover

ve ne kadarını depolayabildiğimiz

and how much we can store.

arasında bir gerilim vardır.

Every advance in writing data has required a new way to read it.

Veri yazmadaki her gelişme okumada yeni bir yol gerektirmektedir.

We can no longer read old media.

Eski medyaları artık okuyamıyoruz.

How many of you even have a disk drive in your laptop,

Bırakın floppy diski

kaçınızın dizüstü bilgisayarında hâlâ disk sürücüsü bulunmakta.

never mind a floppy drive?

This will never be the case with DNA.

DNA ile birlikte bu söz konusu olmayacaktır.

As long as we're around, DNA is around,

Biz mevcut olduğumuz sürece DNA'da mevcut olacaktır

and we'll find a way to sequence it.

ve bunu dizmek için bir yolunu bulacağız.

Archiving the world around us is part of human nature.

Etrafımızdaki dünyayı arşivlemek insanoğlunun doğasının bir parçasıdır.

This is the progress we've made in digital storage in 60 years,

İşte bu bizim dijital depolamada 60 yılda yaptığımız gelişmedir,

at a time when we were only beginning to understand DNA.

ki bu sadece DNA'yı anlamaya başladığımız dönemdir.

Yet, we've made similar progress in half that time with DNA sequencers,

Fakat benzer gelişmeyi DNA diziciler ile yarısı kadar zamanda yaptık

and as long as we're around, DNA will never be obsolete.

ve mevcut olduğumuz sürece DNA hiçbir zaman eskimeyecek.

Thank you.

Teşekkür ederim.

(Applause)

(Alkış)