Shenzhen'den gelen gizem! Her şarkıyı saklayan DNA kaset

Çin'in Shenzhen şehrinde geliştirilen DNA kaset teknolojisi, dijital veri depolama alanında köklü bir değişimin kapılarını aralıyor. Shenzhen'deki Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (SUST) araştırmacıların öncülük ettiği bu yenilikçi çalışma, dijital verileri sentetik DNA iplikleri olarak ince plastik bir şerit üzerinde depolayabilen bir sistem sunuyor. Geliştirilen prototip, yaklaşık 36 petabaytlık devasa bir kapasiteye sahip ve bu miktar, üç milyardan fazla şarkının saklanmasına olanak tanıyor. DNA kaset adı verilen bu teknoloji, dijital çağda veri saklama yöntemlerine yeni bir soluk getiriyor.

DNA kaset teknolojisinin çalışma prensibi

DNA kaset sistemi, dijital dosyaların bilgisayarların kullandığı sıfır ve birler yerine, DNA'nın dört temel harfi olan A, T, C ve G dizilerine dönüştürülmesiyle çalışıyor. Araştırma ekibi, kısa sentetik DNA ipliklerini esnek bir plastik film üzerine küçük noktalar halinde basıyor ve bu filmi keserek makaralar arasında hareket edebilen ince bir kaset haline getiriyor. Her beyaz blok, ayrı bir DNA parçasını tutarak kasette küçük bir bölme oluşturuyor. Bu bölmeler, verinin fiziksel olarak ayrılmış şekilde saklanmasını sağlıyor. Kaset boyunca yaklaşık 550.000 dosya yuvası bulunuyor ve bu yuvalar, optik barkod desenleriyle adreslenebiliyor. Küçük bir optik tarayıcı, kaset dönerken barkodları izliyor ve doğru bölmeyi seçerek veriye hızlı erişim sağlıyor. Testlerde, sistem saniyede yaklaşık 1.570 farklı dosya konumunu tespit edebildi. DNA kaset teknolojisi, mevcut laboratuvar DNA makineleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlandığı için, laboratuvar ortamında kolayca entegre edilebiliyor.

DNA kaset ile veri depolamanın avantajları ve potansiyeli

Küresel dijital veri miktarı, internetin yaygınlaşması, medya akışı ve çevrimiçi alışverişin artmasıyla birlikte hızla büyüyor. 2020'lerin ortalarında depolanan toplam verinin 175 trilyon gigabayta ulaşacağı öngörülüyor. Bu kadar büyük miktarda verinin saklanması, devasa veri merkezlerinde ciddi miktarda elektrik tüketimine yol açıyor. Amerika Birleşik Devletleri'nde veri merkezlerinin toplam elektrik tüketimi %4,4'e kadar çıkmış durumda. DNA kaset teknolojisi, devasa miktarda veriyi çok küçük bir alanda depolayabilme potansiyeline sahip. Araştırmacılar, yalnızca bir gram DNA'nın yaklaşık 455 eksabayt veri tutabileceğini belirtiyor. Bu, geleneksel depolama yöntemlerine kıyasla çok daha verimli ve sürdürülebilir bir çözüm sunuyor. Ayrıca, DNA'nın yüzyıllar boyunca bozulmadan kalabilmesi, uzun vadeli arşivleme için büyük avantaj sağlıyor. Eski kemiklerden elde edilen veriler, DNA'nın yarı ömrünün yaklaşık 521 yıl olduğunu gösteriyor. Bu da, DNA kaset ile saklanan verilerin nesiller boyu korunabileceği anlamına geliyor.

DNA kaset ile veri okuma ve silme süreçleri

DNA kaset teknolojisinde, veriye erişim ve veri silme işlemleri de oldukça yenilikçi yöntemlerle gerçekleştiriliyor. Kasetin içinde, makaralar ve motorlar yardımıyla kaset hareket ettirilirken, küçük bir kontrol cihazı her dosya konumunu takip ediyor. Bir dosya seçildiğinde, makine ilgili bölmeyi sıvı ile dolu küçük bir reaksiyon odasına getiriyor. Hafif bir kimyasal baz, çift sarmallı DNA'nın bir ipliğini kasetten çekip çözeltiye alıyor ve bu serbest iplik, DNA dizileme yöntemiyle okunuyor. Okuma işlemi sonrasında, kasette kalan iplik şablon olarak kullanılarak çift sarmallı DNA yeniden inşa edilebiliyor. Deneylerde, aynı dosya tek bir küçük alandan on kez başarıyla geri alınabildi ve veri kaybı yaşanmadı. Veri silme işlemi ise, belirli bir noktadaki DNA'nın bir enzim aracılığıyla kesilmesiyle gerçekleştiriliyor. Bu sayede, eski bilgi tamamen silinip yerine yeni DNA dizisi eklenebiliyor. Testler, orijinal verinin %99,9 oranında değiştirilebildiğini gösterdi.