هڪ ڪاميابي وارو مطالعو ڊجيٽل ڊيٽا لاءِ ڊي اين اي تي ٻڌل اسٽوريج سسٽم ٺاهڻ جي طرف اهم قدم کڻي ٿو .
ڊجيٽل ڊيٽا اڄ گيجٽس تي اسان جي انحصار جي ڪري تيزيءَ سان وڌي رهيو آهي ۽ ان لاءِ مضبوط ڊگهي مدت جي اسٽوريج جي ضرورت آهي. ڊيٽا اسٽوريج آهستي آهستي چئلينجنگ بڻجي رهيو آهي ڇاڪاڻ ته موجوده ڊجيٽل ٽيڪنالاجي حل فراهم ڪرڻ جي قابل ناهي. هڪ مثال اهو آهي ته گذريل ٻن سالن ۾ ڪمپيوٽرن جي تاريخ جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ ڊجيٽل ڊيٽا ٺاهيو ويو آهي ، حقيقت ۾ 2.5 ڪوئنٽيلين بائيٽ {1 ڪوئنٽيلين بائيٽ = 2,500,000 ٽيرا بائيٽ (ٽي بي) = 2,500,000,000 گيگا بائيٽ (GB)} ڊيٽا هر روز دنيا ۾ ٺاهيو پيو وڃي. ان ۾ سماجي نيٽ ورڪنگ سائيٽن تي ڊيٽا، آن لائن بينڪنگ ٽرانزيڪشن، ڪمپنين ۽ تنظيمن جا رڪارڊ، سيٽلائيٽ مان ڊيٽا، نگراني، تحقيق، ترقي وغيره شامل آهن. هي ڊيٽا تمام وڏو ۽ غير منظم آهي. تنهن ڪري، هاڻي ڊيٽا ۽ ان جي تيزيءَ واري واڌ لاءِ وڏي اسٽوريج جي ضرورتن کي منهن ڏيڻ هڪ وڏو چئلينج آهي، خاص طور تي انهن تنظيمن ۽ ڪارپوريشنن لاءِ جن کي مضبوط ڊگهي مدت جي اسٽوريج جي ضرورت آهي.
هن وقت موجود آپشنز ۾ هارڊ ڊسڪ، آپٽيڪل ڊسڪ (سي ڊي)، ميموري اسٽڪس، فليش ڊرائيو، ۽ وڌيڪ جديد ٽيپ ڊرائيو يا آپٽيڪل بلو ري ڊسڪ شامل آهن جيڪي تقريبن 10 ٽيرا بائيٽ (ٽي بي) تائين ڊيٽا ذخيرو ڪن ٿا. جيتوڻيڪ اهڙي اسٽوريج ڊوائيسز عام طور تي استعمال ڪيون وينديون آهن انهن جا ڪيترائي نقصان آهن. پهرين، انهن وٽ گهٽ کان وچولي شيلف لائف آهي ۽ انهن کي مثالي گرمي پد ۽ نمي جي حالتن ۾ ذخيرو ڪرڻ جي ضرورت آهي ته جيئن اهي ڪيترن ئي ڏهاڪن تائين رهي سگهن ۽ ان ڪري خاص طور تي ٺهيل جسماني اسٽوريج جڳهن جي ضرورت آهي. تقريبن سڀئي اهي تمام گهڻي طاقت استعمال ڪن ٿا، وڏا ۽ غير عملي آهن ۽ هڪ سادي زوال ۾ خراب ٿي سگهن ٿا. انهن مان ڪجهه تمام مهانگا آهن، اڪثر ڊيٽا جي غلطي سان ڀريل هوندا آهن ۽ ان ڪري ڪافي مضبوط نه هوندا آهن. هڪ آپشن جيڪو تنظيم پاران عالمي طور تي قبول ڪيو ويو آهي ان کي ڪلائوڊ ڪمپيوٽنگ سڏيو ويندو آهي - هڪ اهڙو انتظام جنهن ۾ هڪ ڪمپني بنيادي طور تي پنهنجي سڀني آئي ٽي ۽ ڊيٽا اسٽوريج گهرجن کي سنڀالڻ لاءِ هڪ "ٻاهرين" سرور کي ملازمت ڏئي ٿي، جنهن کي "ڪلائوڊ" سڏيو ويندو آهي. ڪلائوڊ ڪمپيوٽنگ جي بنيادي نقصانن مان هڪ سيڪيورٽي ۽ رازداري جا مسئلا ۽ هيڪرز پاران حملي جي ڪمزوري آهي. ٻيا مسئلا پڻ شامل آهن جهڙوڪ اعليٰ قيمتون، والدين تنظيم پاران محدود ڪنٽرول ۽ پليٽ فارم انحصار. ڪلائوڊ ڪمپيوٽنگ کي اڃا تائين ڊگهي مدت جي اسٽوريج لاءِ هڪ سٺو متبادل ڏٺو وڃي ٿو. بهرحال، اهو لڳي ٿو ته دنيا ۾ پيدا ٿيندڙ ڊجيٽل معلومات يقيني طور تي ان کي ذخيرو ڪرڻ جي اسان جي صلاحيت کان وڌيڪ آهي ۽ هن ڊيٽا جي ٻوڏ کي پورو ڪرڻ لاءِ اڃا به وڌيڪ مضبوط حلن جي ضرورت آهي جڏهن ته مستقبل جي اسٽوريج جي ضرورتن کي به مدنظر رکڻ لاءِ اسڪيليبلٽي فراهم ڪئي وڃي.
ڇا ڊي اين اي ڪمپيوٽر جي اسٽوريج ۾ مدد ڪري سگھي ٿو؟
اسان جي ڊي اين اي (ڊي آڪسي رائيبونوڪليڪ ايسڊ) کي ڊجيٽل ڊيٽا اسٽوريج لاءِ هڪ دلچسپ متبادل ذريعو سمجهيو پيو وڃي. ڊي اين اي تقريبن سڀني جاندارن ۾ موجود خود نقل ڪندڙ مواد آهي ۽ اهو ئي آهي جيڪو اسان جي جينياتي معلومات کي ٺاهيندو آهي. هڪ مصنوعي يا مصنوعي ڊي اين اي هڪ پائيدار مواد آهي جيڪو تجارتي طور تي دستياب اوليگونوڪلوٽائيڊ سنٿيسس مشينن کي استعمال ڪندي ٺاهي سگهجي ٿو. ڊي اين اي جو بنيادي فائدو ان جي ڊگهي عمر آهي ڇاڪاڻ ته ڊي اين اي سلڪون (سلڪون-چپ - ڪمپيوٽر ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ مواد ) کان 1000 ڀيرا وڌيڪ رهي ٿو. حيرت انگيز طور تي، صرف هڪ ڪيوبڪ ملي ميٽر ڊي اين اي هڪ ڪوئنٽيلين بائيٽ ڊيٽا رکي سگهي ٿو! ڊي اين اي پڻ هڪ الٽرا ڪمپيڪٽ مواد آهي جيڪو ڪڏهن به خراب نه ٿيندو آهي ۽ سوين صديون تائين ٿڌي، خشڪ جڳهه تي ذخيرو ڪري سگهجي ٿو. اسٽوريج لاءِ ڊي اين اي استعمال ڪرڻ جو خيال 1994 کان گهڻو وقت اڳ تائين موجود آهي. مکيه سبب ساڳيو فيشن آهي جنهن ۾ معلومات ڪمپيوٽر ۽ اسان جي ڊي اين اي ۾ محفوظ ڪئي پئي وڃي - ڇاڪاڻ ته ٻئي معلومات جا نقشا محفوظ ڪن ٿا. هڪ ڪمپيوٽر سڀني ڊيٽا کي 0s ۽ 1s جي طور تي محفوظ ڪري ٿو ۽ ڊي اين اي هڪ جاندار جي سڀني ڊيٽا کي چار بنيادن - ٿائمين (ٽي)، گوانائن (جي)، ايڊينائن (اي) ۽ سائيٽوسائن (سي) استعمال ڪندي محفوظ ڪري ٿو. تنهن ڪري، ڊي اين اي کي هڪ معياري اسٽوريج ڊيوائس سڏيو وڃي ٿو، بلڪل هڪ ڪمپيوٽر وانگر، جيڪڏهن انهن بنيادن کي 0s (بيس A ۽ C) ۽ 1s (بيس T ۽ G) جي طور تي نمائندگي ڪري سگهجي ٿو. ڊي اين اي سخت ۽ ڊگهي عرصي تائين هلندڙ آهي، سڀ کان آسان عڪاسي اهو آهي ته اسان جو جينياتي ڪوڊ - ڊي اين اي ۾ محفوظ ڪيل اسان جي سڀني معلومات جو نقشو - هڪ نسل کان ٻئي نسل تائين بار بار منتقل ڪيو ويندو آهي. سڀئي سافٽ ويئر ۽ هارڊويئر جائنٽ ڊيٽا جي ڊگهي مدت جي آرڪائيو کي حل ڪرڻ جي پنهنجي مقصد کي حاصل ڪرڻ لاءِ وڏي مقدار ۾ ذخيرو ڪرڻ لاءِ مصنوعي ڊي اين اي استعمال ڪرڻ جا خواهشمند آهن. خيال اهو آهي ته پهريان ڪمپيوٽر ڪوڊ 0s ۽ 1s کي ڊي اين اي ڪوڊ (اي، سي، ٽي، جي) ۾ تبديل ڪيو وڃي، تبديل ٿيل ڊي اين اي ڪوڊ پوءِ ڊي اين اي جي مصنوعي تارن کي پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي جيڪو پوءِ ٿڌي اسٽوريج ۾ رکي سگهجي ٿو. جڏهن به ضرورت هجي، ڊي اين اي اسٽرينڊز کي ڪولڊ اسٽوريج مان ڪڍي سگهجي ٿو ۽ انهن جي معلومات کي ڊي اين اي سيڪوئنسنگ مشين استعمال ڪندي ڊي ڪوڊ ڪري سگهجي ٿو ۽ ڊي اين اي سيڪوئنس کي آخرڪار ڪمپيوٽر تي پڙهڻ لاءِ 1s ۽ 0s جي بائنري ڪمپيوٽر فارميٽ ۾ واپس ترجمو ڪيو ويندو آهي.
اهو ڏيکاريو ويو آهي ته صرف ڪجهه گرام ڊي اين اي ڪوئنٽيلين بائيٽ ڊيٽا کي ذخيرو ڪري سگهي ٿو ۽ ان کي 2000 سالن تائين برقرار رکي سگهي ٿو. بهرحال، هن سادي سمجھ کي ڪجهه چئلينجن کي منهن ڏيڻو پيو آهي. پهرين، اهو ڪافي مهانگو آهي ۽ ڊي اين اي ۾ ڊيٽا لکڻ ۾ تمام گهڻو سست پڻ آهي يعني 0s ۽ 1s جو ڊي اين اي بيسز (A، T، C، G) ۾ اصل تبديلي. ٻيو، هڪ ڀيرو ڊيٽا ڊي اين اي تي "لکيو" ويندو آهي، فائلون ڳولڻ ۽ حاصل ڪرڻ مشڪل هوندو آهي ۽ ان لاءِ ڊي اين اي سيڪوئنسنگ نالي هڪ ٽيڪنڪ جي ضرورت هوندي آهي - ڊي اين اي ماليڪيول اندر بيسز جي صحيح ترتيب کي طئي ڪرڻ جو عمل - جنهن کان پوءِ ڊيٽا کي 0s ۽ 1s ڏانهن واپس ڊيڪوڊ ڪيو ويندو آهي.
مائڪروسافٽ ريسرچ ۽ واشنگٽن يونيورسٽي جي سائنسدانن پاران ڪيل هڪ تازي مطالعي 2 ۾ ڊي اين اي اسٽوريج تي "بي ترتيب رسائي" حاصل ڪئي وئي آهي. "بي ترتيب رسائي" جو پهلو تمام اهم آهي ڇاڪاڻ ته ان جو مطلب آهي ته معلومات کي جڳهه (عام طور تي هڪ ياداشت) ڏانهن يا اتان منتقل ڪري سگهجي ٿو جنهن ۾ هر جڳهه، ڪابه پرواهه ناهي ته ڪٿي به تسلسل ۾ هجي ۽ سڌو سنئون رسائي حاصل ڪري سگهجي ٿي. بي ترتيب رسائي جي هن ٽيڪنڪ کي استعمال ڪندي، فائلن کي ڊي اين اي اسٽوريج مان چونڊيل طريقي سان حاصل ڪري سگهجي ٿو جيئن اڳ جي مقابلي ۾، جڏهن اهڙي حاصلات لاءِ گهربل ڪجهه فائلن کي ڳولڻ ۽ ڪڍڻ لاءِ هڪ مڪمل ڊي اين اي ڊيٽا سيٽ کي ترتيب ڏيڻ ۽ ڊيڪوڊ ڪرڻ جي ضرورت هئي. "بي ترتيب رسائي" جي اهميت وڌيڪ وڌي ويندي آهي جڏهن ڊيٽا جي مقدار وڌي ويندي آهي ۽ وڏي ٿي ويندي آهي ڇاڪاڻ ته اهو ترتيب جي مقدار کي گهٽائي ٿو جيڪا ڪرڻ جي ضرورت آهي. اهو پهريون ڀيرو آهي ته بي ترتيب رسائي ايتري وڏي پيماني تي ڏيکاري وئي آهي. محققن ڊيٽا کي ڊيڪوڊنگ ۽ بحال ڪرڻ لاءِ هڪ الگورتھم پڻ تيار ڪيو آهي جيڪو ڊيٽا جي غلطين کي وڌيڪ برداشت ڪرڻ سان ترتيب جي عمل کي پڻ تيز بڻائي ٿو. هن مطالعي ۾ 13 ملين کان وڌيڪ مصنوعي ڊي اين اي اوليگونوڪليوليٽائڊس کي انڪوڊ ڪيو ويو جيڪو 200 ايم بي سائيز جو ڊيٽا هو جنهن ۾ 35 فائلون شامل هيون (ويڊيو، آڊيو، تصويرون ۽ ٽيڪسٽ شامل هئا) جن جي سائيز 29 ڪي بي کان 44 ايم بي تائين هئي. اهي فائلون انفرادي طور تي بغير ڪنهن غلطي جي حاصل ڪيون ويون. ان کان علاوه، ليکڪن نوان الگورتھم ٺاهيا آهن جيڪي ڊي اين اي جي ترتيبن کي لکڻ ۽ پڙهڻ ۾ وڌيڪ مضبوط ۽ غلطي برداشت ڪندڙ آهن. هي مطالعو نيچر بايو ٽيڪنالاجي ۾ شايع ٿيو هڪ وڏي ترقي ۾ ڊي اين اي اسٽوريج ۽ حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ قابل عمل، وڏي پيماني تي نظام ڏيکاري ٿو.
ڊي اين اي اسٽوريج سسٽم تمام گهڻو پرڪشش نظر اچي ٿو ڇاڪاڻ ته ان ۾ ڊيٽا جي کثافت، استحڪام ۽ ذخيرو ڪرڻ آسان آهي پر ان کي عالمي طور تي اختيار ڪرڻ کان اڳ واضح طور تي ڪيترائي چئلينج آهن. ڪجھ عنصر ڊي اين اي (ترتيب) جي وقت ۽ محنت جي ضرورت واري ڊيڪوڊنگ ۽ ڊي اين اي جي سنٿيسس آهن . ٽيڪنڪ کي وڌيڪ درستگي ۽ وسيع ڪوريج جي ضرورت آهي. جيتوڻيڪ هن علائقي ۾ ترقي ڪئي وئي آهي ته صحيح فارميٽ جنهن ۾ ڊيٽا ڊگهي مدت ۾ محفوظ ڪيو ويندو جيئن ڊي اين اي اڃا تائين ترقي ڪري رهيو آهي. مائڪروسوفٽ مصنوعي ڊي اين اي جي پيداوار کي بهتر بڻائڻ ۽ 2020 تائين مڪمل طور تي ڪم ڪندڙ ڊي اين اي اسٽوريج سسٽم کي ڊزائين ڪرڻ جي چئلينجن کي منهن ڏيڻ جو واعدو ڪيو آهي .
***
ذريعو
1. ايرلچ وائي ۽ زيلنسڪي ڊي 2017. ڊي اين اي فاؤنٽين هڪ مضبوط ۽ ڪارآمد اسٽوريج آرڪيٽيڪچر کي فعال بڻائي ٿو. سائنس. 355(6328). https://doi.org/10.1126/science.aaj2038
2. آرگينڪ ايل ۽ ٻيا 2018. وڏي پيماني تي ڊي اين اي ڊيٽا اسٽوريج ۾ بي ترتيب رسائي. نيچر بايو ٽيڪنالاجي. 36. https://doi.org/10.1038/nbt.4079
***
