מדענים פיתחו שיטה להצפין את המידע של רצף תמונות נעות ב-DNA של חיידקים – ואז לשחזר אותו ולהקרין את הסרטון
במשך אלפי שנים בני אדם מאחסנים מידע על לוחות חרס, על דפים, ולאחרונה גם על סרטי צילום ואמצעים דיגיטליים. אבל ההיסטוריה של שמירה והעברה של מידע ארוכה הרבה יותר. חוקרים בארה"ב החליטו ללכת אל המקור, אל השיטה שהופיעה כבר לפני מיליארדי שנים ועד היום משמשת לאחסון כמויות עצומות של מידע בכל מקום בעולם: DNA.
אפשר לחשוב על מולקולות ה-DNA כעל ספרים המכילים את המידע הגנטי של היצור שהם נמצאים בו. המולקולות בנויות מארבע אבני בניין שונות המכונות בסיסים, והמידע הגנטי מועבר בסדר של הבסיסים לאורך מולקולת ה-DNA, בצורה דומה לזו שבה המידע בכתבה הזו מועבר באמצעות סדר האותיות במשפט.
בתאינו, ובתאים של כל היצורים החיים, המידע המצוי ב-DNA קובע אילו חלבונים ייווצרו בתא ומתי. אך הפוטנציאל שלו אינו מוגבל למטרות אלו בלבד, ובאופן תיאורטי ניתן להשתמש בו עבור כל מידע שהוא. כפי שאמר סת' שיפמן (Shipman) שהוביל את המחקר לאתר STAT: "ה-DNA הוא מקום נהדר לאחסון מידע. הביולוגיה משתמשת בו באופן יעיל למדי".
שמירת מידע ב-DNA נעשתה כבר בעבר, אך רק במולקולות מבודדות במבחנה. במחקר החדש השתמשו החוקרים במערכת קריספר, המאפשרת לערוך גנים בקלות יחסית, והכניסו לחומר הגנטי של חיידקים חיים את המידע המצוי בתמונה ובסרט קצרצר. מאוחר יותר, על ידי קריאת ה-DNA של החיידקים, הם הצליחו לשחזר בצורה מדויקת את התמונה והסרטון.
התמונה שבה השתמשו הייתה תמונת שחור-לבן של כף יד. החוקרים יצרו שפת קוד המבוססת על ארבעת בסיסי ה-DNA, בדומה לשפה הבינארית המשמשת במחשבים. בשפה זו הם יכלו לבטא את הצבע (או גוון האפור) של כל פיקסל, כל ריבוע קטנטן בתמונה, בעזרת קוד של שלושה בסיסים. לכל חיידק הם הכניסו רצף DNA של 32 בסיסים, 27 מהם נושאים מידע על תשעה פיקסלים והשאר את המידע על מיקומם של הפיקסלים בתמונה. כך אוכלוסיית החיידקים השלמה הכילה את כל המידע הדרוש לשחזור התמונה.
השלב הבא היה לאחסן בחיידקים מידע רב יותר, זה שנמצא בסרטון קצרצר. כראוי למחקר פורץ דרך, הם בחרו בסרטון פורץ דרך: רצף תמונות של אישה רוכבת על סוס בשם "סאלי גארדנר דוהרת", שצולם ב-1878 ונחשב לאחד הסרטים המוקדמים ביותר. החוקרים לקחו חמש תמונות מהסרטון ויצרו "גיף" קצר, שאותו הפכו לרצף בסיסי DNA בעזרת אותה שפה שפיתחו. ביום הראשון הם הכניסו את המידע על התמונה הראשונה, ביום השני את המידע על השנייה וכך הלאה עד היום החמישי. היות ומערכת קריספר מכניסה את ה-DNA לחומר הגנטי של החיידקים אחד אחר השני, לפי המיקום של רצף ה-DNA בחיידק ניתן לדעת לאיזו תמונה הוא שייך.
הרזולוציה שבה שמרו את הסרטון לא הייתה גבוהה במיוחד, אבל הסוס והרוכבת נראים בו בברור. כאשר החוקרים קבעו את רצף הגנים של החיידקים בטכניקות מעבדה רגילות, הם מצאו את ה-DNA שהוכנס לתוכם והעבירו את המידע חזרה מצורת קוד DNA לצורה שבה הוא נשמר במחשב. כאשר הריצו את הסרטון, הוא נראה כמעט זהה למקור: כל המידע נשמר והועבר בהצלחה.
כמובן, בשלב הזה קל בהרבה לאחסן מידע במערכות אחרות, אבל המחקר הראשוני נועד רק להראות שהטכנולוגיה הזו אפשרית. אחריו ודאי יבואו מחקרים נוספים שישפרו את השיטה ויאפשרו לאחסן מידע רב יותר, בקלות רבה יותר. מטרתו של שיפמן היא שיום אחד חיידקים, ואולי גם תאים של יצורים נוספים, יוכלו לשמש כ"מקליטים תאיים".
ויקטור זירנוב (Zhirnov), שחוקר מוליכים-למחצה ולא היה מעורב במחקר, אמר למגזין Nature שהמחקר הוא "מהפכני", וכי הוא מקווה שיוכל לנסות את השיטה בעצמו בקרוב. "זה כמו האווירון הראשון שטס ב-1903: אז זה היה רק קוריוז" אמר "אבל עשר שנים מאוחר יותר, היו לנו מטוסים כמעט כמו אלו שיש לנו היום".
הסרטון המקורי:
