Αυτός ο 5D κρύσταλλος θα κρατήσει αποθηκευμένο το ανθρώπινο γονιδίωμα για δισεκατομμύρια χρόνια!

Οι επιστήμονες έχουν αποθηκεύσει ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα σε έναν πενταδιάστατο κρύσταλλο που είναι ικανός να αποθηκεύσει ψηφιακά έως και 360 terabytes πληροφοριών και είναι κατασκευασμένος για να επιβιώσει για δισεκατομμύρια χρόνια. Η τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενός αέναου αρχείου των γονιδιωμάτων ανθρώπων, ζώων και φυτών.

Κάποιοι ίσως θυμούνται τις "πλάκες Pioneer", ένα ζεύγος μεταλλικών πλακών χρυσού χρώματος που μετέφεραν τα διαστημόπλοια Pioneer 10 και 11 που εκτοξεύτηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1970. Το πνευματικό παιδί του Αμερικανού αστρονόμου Carl Sagan, οι πλακέτες ήταν χαραγμένες με ένα οπτικό μήνυμα, συμπεριλαμβανομένων ενός γυμνού άνδρα και μιας γυμνής γυναίκας και μιας σχηματικής απεικόνισης του ηλιακού μας συστήματος, σε περίπτωση που ένα από τα σκάφη συναντούσε ευφυή εξωγήινη ζωή στα ταξίδια του.

Τώρα, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον στο Ηνωμένο Βασίλειο δημιούργησαν μια εκδοχή των πλακών Pioneer του 21ου αιώνα χρησιμοποιώντας έναν κρύσταλλο μνήμης 5D που αποθηκεύει τεράστιες ποσότητες πληροφοριών για δισεκατομμύρια χρόνια χωρίς να υποβαθμίζεται. Έχουν αποθηκεύσει το πλήρες ανθρώπινο γονιδίωμα σε αυτό.

"Γνωρίζουμε από τη δουλειά άλλων ότι το γενετικό υλικό απλών οργανισμών μπορεί να συντεθεί και να χρησιμοποιηθεί σε ένα υπάρχον κύτταρο για τη δημιουργία ενός βιώσιμου ζωντανού δείγματος στο εργαστήριο", δήλωσε ο καθηγητής Peter Kazansky, ο οποίος ηγήθηκε της ομάδας των επιστημόνων του Πανεπιστημίου. "Ο κρύσταλλος μνήμης 5D ανοίγει δυνατότητες για άλλους ερευνητές να δημιουργήσουν μια παντοτινή αποθήκη γονιδιωματικών πληροφοριών από την οποία θα μπορούσαν να αποκατασταθούν πολύπλοκοι οργανισμοί όπως τα φυτά και τα ζώα, εφόσον το επιτρέψει η επιστήμη στο μέλλον".

Ο κρύσταλλος αναπτύχθηκε από το Ερευνητικό Κέντρο Οπτοηλεκτρονικής (ORC) του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον χρησιμοποιώντας νανοδομημένο γυαλί. Μερικές φορές αποκαλείται "κρύσταλλος του Σούπερμαν", ως μια αναφορά στην ταινία Superman του 1978, στην οποία ένας κρύσταλλος μνήμης κρατούσε μια τεχνητή έκδοση του Jor-El, του βιολογικού πατέρα του υπερήρωα. 

Εξαιρετικά γρήγορα (femtosecond) lasers χρησιμοποιούνται για την ακριβή εγγραφή δεδομένων σε αυτοσυναρμολογούμενα νανοδομημένα κενά που προσανατολίζονται μέσα στο διοξείδιο του πυριτίου. Όμως, σε αντίθεση με τις 2D επιφάνειες όπως το χαρτί ή η μαγνητική ταινία, αυτή η μέθοδος κωδικοποίησης χρησιμοποιεί δύο οπτικές διαστάσεις και τρεις χωρικές συντεταγμένες για να γράψει σε όλο το υλικό, επιτυγχάνοντας κωδικοποίηση σε πέντε διαστάσεις. Ο κρύσταλλος 5D μπορεί να συγκρατήσει έως και 360 terabytes (TB) πληροφοριών για δισεκατομμύρια χρόνια, παραμένοντας σταθερός ακόμη και σε συνθήκες κατάψυξης και θερμοκρασίες έως και 1.000 °C.

Για να ελέγξουν τη δυνατότητα του κρυστάλλου να χρησιμοποιηθεί ως αποθήκη σημαντικών γενετικών πληροφοριών, οι ερευνητές έγραψαν σε αυτόν το πλήρες ανθρώπινο γονιδίωμα. Κάθε ένα από τα περίπου τρία δισεκατομμύρια γράμματα που αποτελούν το γονιδίωμα αναλύθηκε 150 φορές για να διασφαλιστεί ότι βρίσκεται στη σωστή θέση.

Στον κρύσταλλο εγγράφηκε επίσης ένα κλειδί για να διασφαλιστεί ότι οποιαδήποτε νοημοσύνη τον ανακαλύψει στο μέλλον -ανθρώπινη, μηχανική ή εξωγήινη- θα ξέρει πώς να χρησιμοποιήσει τις πληροφορίες που περιέχει. Το κλειδί δείχνει τα συμπαντικά στοιχεία (υδρογόνο, οξυγόνο, άνθρακα και άζωτο), τις τέσσερις βάσεις του μορίου του DNA (αδενίνη, κυτοσίνη, γουανίνη και θυμίνη) με τη μοριακή τους δομή, πού είναι τοποθετημένες στη διπλή έλικα του DNA και πώς είναι τοποθετημένα τα γονίδια σε ένα χρωμόσωμα.

"Το οπτικό κλειδί που εγγράφεται στον κρύσταλλο δίνει σε αυτόν που θα το ανακαλύψει τη γνώση για το ποια δεδομένα είναι αποθηκευμένα στο εσωτερικό του και πώς θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν", δήλωσε ο Kazansky.

Ο κρύσταλλος που περιέχει το γονιδίωμα φυλάσσεται προς το παρόν με ασφάλεια. Βρίσκεται σε μια χρονοκάψουλα σε ένα αρχαίο αυστριακό αλατοσπήλαιο, το οποίο εποπτεύεται από το αρχείο Memory of Mankind.

Δεν διαθέτουμε ακόμη την τεχνολογία για να δημιουργήσουμε συνθετικά ανθρώπους από τα δομικά στοιχεία του DNA τους, αλλά με τις προόδους που σημειώνονται σήμερα, ποιος ξέρει τι επιφυλάσσει το μέλλον;

[via]