Naučnici Univerziteta u Sautemptonu su pohranili puni ljudski genom na 5D memorijski kristal—revolucionarni format za skladištenje podataka koji može preživjeti milijardama godina.
Tim se nada da bi kristal mogao da obezbedi nacrt za vraćanje čovečanstva iz izumiranja hiljadama, milionima ili čak milijardama godina u budućnost, ako nauka dozvoli.
Tehnologija bi se takođe mogla koristiti za stvaranje trajnog zapisa o genomima ugroženih biljnih i životinjskih vrsta suočenih sa izumiranjem.
5D memorijski kristal razvio je Istraživački centar za optoelektroniku Univerziteta u Sautemptonu (ORC).
Za razliku od drugih formata za skladištenje podataka koji se vremenom degradiraju, 5D memorijski kristali mogu da skladište do 360 terabajta informacija (u najvećoj veličini) bez gubitka milijardi godina, čak i na visokim temperaturama. Drži Ginisov svetski rekord (dodeljen 2014.) za najtrajniji materijal za skladištenje podataka.
Kristal je ekvivalentan topljenom kvarcu, jednom od hemijski i termički najtrajnijih materijala na Zemlji. Može da izdrži visoke i niske ekstreme smrzavanja, požara i temperature do 1000°C. Kristal takođe može da izdrži direktnu silu udara do 10 tona po cm 2 i ostaje nepromenjen pri dugom izlaganju kosmičkom zračenju.
Tim u Sautemptonu, predvođen profesorom Peterom Kazanskim, koristi ultra-brze lasere za precizno upisivanje podataka u nanostrukturirane šupljine orijentisane unutar silicijum dioksida – sa veličinama karakteristika od čak 20 nanometara.
Za razliku od obeležavanja samo na površini 2D komada papira ili magnetne trake, ovaj metod kodiranja koristi dve optičke dimenzije i tri prostorne koordinate za pisanje po celom materijalu — otuda i „5D“ u svom nazivu.
Dugovečnost kristala znači da će nadživeti ljude i druge vrste. Trenutno nije moguće sintetički stvoriti ljude, biljke i životinje koristeći samo genetske informacije, ali je poslednjih godina došlo do velikog napretka u sintetičkoj biologiji, posebno stvaranje sintetičke bakterije od strane tima dr Krega Ventera 2010. godine.
„Iz radova drugih znamo da se genetski materijal jednostavnih organizama može sintetizovati i koristiti u postojećoj ćeliji za stvaranje održivog živog primerka u laboratoriji“, kaže profesor Kazanski.
„Kristal 5D memorije otvara mogućnosti drugim istraživačima da izgrade večno skladište genomskih informacija iz kojih bi se kompleksni organizmi poput biljaka i životinja mogli obnoviti ako nauka u budućnosti to dozvoli.
Da bi testirao ovaj koncept, tim je napravio 5D memorijski kristal koji sadrži puni ljudski genom. Za otprilike 3 milijarde slova u genomu, svako slovo je sekvencirano 150 puta kako bi se uverilo da je u tom položaju. Rad na sekvenciranju dubokog čitanja obavljen je u partnerstvu sa Helikvork Technologies.
Kristal se čuva u arhivi Sećanja čovečanstva — specijalnoj vremenskoj kapsuli u slanoj pećini u Halštatu, Austrija.
Kada je dizajnirao kristal, tim je razmatrao da li bi podatke koji se nalaze u njemu mogla preuzeti inteligencija (vrsta ili mašina) koja dolazi posle nas u dalekoj budućnosti. Zaista, moglo bi se naći tako daleko u budućnosti da ne postoji referentni okvir.
„Vizuelni ključ upisan na kristal daje pronalazaču znanje o tome koji su podaci pohranjeni unutra i kako se mogu koristiti“, kaže profesor Kazanski.
Iznad gustih ravni podataka koji se nalaze unutar, ključ pokazuje univerzalne elemente (vodonik, kiseonik, ugljenik i azot); četiri baze molekula DNK (adenin, citozin, gvanin i timin) sa njihovom molekularnom strukturom; njihovo smeštanje u strukturu dvostruke spirale DNK; i kako se geni pozicioniraju u hromozomu, koji se zatim može ubaciti u ćeliju.
Za vizuelnu indikaciju na koju vrstu se 5D memorijski kristal odnosi, tim je odao počast pločama Pioneer svemirskih letelica koje je lansirala NASA na putu da ih odvede izvan granica Sunčevog sistema.
„Ne znamo da li će tehnologija memorijskih kristala ikada pratiti ove ploče u pređenoj udaljenosti, ali se može očekivati da će svaki disk sa visokim stepenom samopouzdanja premašiti vreme preživljavanja“, dodaje profesor Kazanski.
