Cộng đồng khoa học đang xôn xao về một phương pháp tiếp cận mới trong việc lưu trữ dữ liệu DNA, sử dụng các biến đổi epigenetic, đặc biệt là các mẫu methylation, để mã hóa dữ liệu nhị phân. Trong khi các phương pháp lưu trữ DNA truyền thống tập trung vào việc tổng hợp các chuỗi DNA tùy chỉnh, kỹ thuật mới này mang đến một giải pháp thay thế thú vị có thể giảm chi phí và độ phức tạp.
Đổi Mới Kỹ Thuật
Phương pháp mới, được các nhà nghiên cứu tại Đại học Bắc Kinh ( Peking University ) công bố, sử dụng một hệ thống thông minh gồm các khối DNA được chế tạo sẵn và có thể được điều chỉnh bằng các nhóm methyl để biểu diễn dữ liệu nhị phân. Theo giải thích của các chuyên gia kỹ thuật trong lĩnh vực này, quy trình hoạt động bao gồm:
- Sử dụng một chuỗi DNA xương sống phổ quát
- Lai hóa tuần tự các oligo đã được điều chỉnh vào các vị trí cụ thể
- Sử dụng methyltransferase để đánh dấu xương sống cho mã hóa nhị phân (1 và 0)
- Đọc dữ liệu thông qua giải trình tự nanopore
Ưu Điểm So Với Tổng Hợp DNA Truyền Thống
Phương pháp này nổi bật vì một số lý do:
- Giảm Sử Dụng Hóa Chất : Không như phương pháp tổng hợp DNA truyền thống, kỹ thuật này tránh được nhiều hóa chất độc hại thường được sử dụng trong tổng hợp DNA
- Tiềm Năng Mở Rộng : Việc sử dụng các đoạn DNA được chế tạo sẵn có thể cho phép sản xuất hàng loạt
- Tương Thích Nhị Phân : Hệ thống này trực tiếp chuyển đổi sang mã nhị phân có thể đọc được bằng máy tính, thu hẹp khoảng cách giữa lưu trữ sinh học và kỹ thuật số
Hạn Chế Hiện Tại
Tuy nhiên, theo các chuyên gia trong ngành, công nghệ này vẫn đối mặt với những thách thức đáng kể:
- Tốc độ ghi dữ liệu vẫn còn rất hạn chế
- Hiệu quả về chi phí vẫn chưa thể cạnh tranh với phương pháp lưu trữ thông thường
- Công nghệ này có thể phù hợp hơn cho việc lưu trữ dài hạn thay vì hệ thống dữ liệu hoạt động
Khả Năng Tương Lai
Một nhận xét thú vị từ cộng đồng kỹ thuật cho rằng hệ thống tự nhiên cơ số 4 của DNA (sử dụng C, G, A, và T) có thể được tận dụng cho mã hóa base64, vì 4³ bằng 64 - mở ra một hướng đi khác cho việc tối ưu hóa trong tương lai.
Mặc dù công nghệ này cho thấy triển vọng cho các trường hợp sử dụng cụ thể như bảo quản dữ liệu siêu dài hạn, hiện tại nó vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu hơn là ứng dụng thực tế. Như một số chuyên gia hài hước nhận xét, kịch bản ghi một lần, đọc sau tận thế có thể là ứng dụng thực tế gần nhất của nó.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh khả năng của công nghệ này bằng cách mã hóa và truy xuất thành công dữ liệu hình ảnh phức tạp, bao gồm một bản khắc hổ thời nhà Hán và một bức ảnh màu của gấu trúc, chứng minh tính khả thi của khái niệm này trong việc lưu trữ một lượng lớn thông tin.