تخزين الجينوم البشري في بلورة خماسية الأبعاد

قام العلماء في المملكة المتحدة بتخزين الجينوم البشري بأكمله على "بلورة ذاكرة خماسية الأبعاد"، على أمل أن يتم استخدامه في المستقبل كمخطط لإعادة البشرية من الانقراض.

يمكن أيضًا استخدام البلورة، التي طورها فريق من الباحثين في مركز أبحاث الإلكترونيات الضوئية بجامعة ساوثهامبتون، لإنشاء سجل للأنواع النباتية والحيوانية التي تواجه خطر الانقراض.

وقالت الجامعة في بيان صحفي نشر يوم الخميس إن بإمكانها الاحتفاظ بما يصل إلى 360 تيرابايت من المعلومات لمليارات السنين، ويمكنها تحمل الظروف القاسية، بما في ذلك التجمد والحرائق وقوة التأثير المباشر والإشعاع الكوني ودرجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية.

وفي عام 2014، حازت البلورة على الرقم القياسي العالمي لموسوعة غينيس للأرقام القياسية عن "أكثر مواد التخزين الرقمية تحملاً".

واستخدم فريق كازانسكي أشعة الليزر فائقة السرعة لإدراج بيانات الجينوم البشري في فراغات صغيرة تصل إلى 20 نانومتر (النانومتر يساوي واحد على مليار جزء من المتر).

ويصفون تخزين البيانات على البلورة بأنها خماسية الأبعاد لأن المعلومات تترجم إلى خمسة أبعاد مختلفة من البنى النانوية - ارتفاعها وطولها وعرضها واتجاهها وموضعها.

وقال بيتر كازانسكي، أستاذ الإلكترونيات الضوئية، الذي قاد الفريق في ساوثهامبتون: "تفتح بلورة الذاكرة خماسية الأبعاد إمكانيات لباحثين آخرين لبناء مستودع دائم للمعلومات الجينومية التي يمكن من خلالها استعادة كائنات معقدة مثل النباتات والحيوانات إذا سمح العلم في المستقبل".

كان على الفريق أن يفكر في من - أو ماذا - سيستعيد هذه المعلومات في المستقبل البعيد جداً.

فقد يكون ذكاءً (نوعًا أو آلة) - أو يمكن العثور عليه في مستقبل بعيد جدًا بحيث لا يوجد إطار مرجعي له. ولمساعدة من يعثر عليها، قام الباحثون بتضمين مفتاح مرئي.

يقول كازانسكي: "يعطي المفتاح المرئي المنقوش على البلورة المكتشفة معرفة بالبيانات المخزنة بداخلها وكيف يمكن استخدامها".

وقال توماس هاينيس، الذي يقود الأبحاث حول تخزين الحمض النووي في إمبريال كوليدج لندن ولم يشارك في الدراسة: "عملهم مثير للإعجاب للغاية". ومع ذلك، يقول إنه لا تزال هناك أسئلة حول كيفية قراءة هذه البيانات في المستقبل.

"ما تقدمه ساوثهامبتون ربما يكون له متانة أعلى، ومع ذلك، فإن هذا يطرح السؤال: لأي غرض؟ أجيال المستقبل؟ بالتأكيد، ولكن كيف سيعرفون كيفية قراءة البلورة؟ كيف سيعرفون كيفية بناء الجهاز لقراءة البلورة؟ وهل سيكون الجهاز متاحًا بعد مئات السنين؟ "بالكاد يمكنني توصيل جهاز الآيبود الخاص بي الذي يبلغ من العمر 10 سنوات والاستماع إلى ما كنت أستمع إليه في ذلك الوقت."

في الوقت الحالي، البلورة مخزنة في أرشيف ذاكرة البشرية، وهي كبسولة زمنية داخل كهف ملحي في النمسا.

في عام 2018، استخدم كازانسكي وفريقه تقنية بلورة الذاكرة لتخزين ثلاثية "فاونديشن" لإسحاق أسيموف من كتب الخيال العلمي، والتي تم إطلاقها بعد ذلك إلى الفضاء على متن سيارة تسلا رودستر. كما تم استخدام هذه التقنية لتخزين الوثائق الرئيسية من تاريخ البشرية، بما في ذلك الإعلان العالمي لحقوق الإنسان والماغنا كارتا.

وفي وقت سابق من هذا العام، كشف العلماء عن خطة لحماية الكائنات الحية على الأرض في مستودع حيوي مبرّد على سطح القمر، بهدف إنقاذ الكائنات الحية في حال وقوع كارثة على كوكبنا الأم.