Komputer DNA lengkap selangkah lebih maju, berkat teknologi baru yang dapat menyimpan petabyte data dalam DNA selama ribuan atau bahkan jutaan tahun. Sistem ini juga dapat memproses data, seperti yang ditunjukkan dengan memecahkan teka-teki sudoku.
Anda memiliki kapasitas penyimpanan data yang lebih besar di jari kelingking Anda daripada hard drive elektronik terbaik. Dan maksud kami secara harfiah – setiap sel di tubuh Anda dapat menampung sekitar 800 MB datadan Anda terbuat dari triliunan sel sehingga setiap orang dari kita adalah pusat data yang berjalan, berbicara, dan superpadat. Maka tidak mengherankan jika para ilmuwan telah berupaya memanfaatkan sistem penyimpanan data alami yang sangat efisien itu.
Namun, ada beberapa masalah yang muncul. DNA cukup rapuh untuk digunakan, sulit untuk menulis, membaca, memindahkan, dan memproses informasi di dalamnya dengan andal. Namun, studi baru ini mengklaim telah mengembangkan sistem baru yang dapat memecahkan masalah tersebut. Kuncinya adalah bahan polimer lunak yang berfungsi seperti perancah untuk DNA, yang dapat didehidrasi untuk penyimpanan jangka panjang dan dihidrasi ulang untuk diambil kembali.
“Secara khusus, kami telah menciptakan struktur polimer yang kami sebut dendrikoloid – struktur ini dimulai pada skala mikro, tetapi bercabang satu sama lain secara hierarkis untuk menciptakan jaringan serat berskala nano,” kata Orlin Velev, salah satu penulis korespondensi penelitian tersebut. “Morfologi ini menciptakan struktur dengan luas permukaan yang tinggi, yang memungkinkan kami untuk menyimpan DNA di antara nanofibril tanpa mengorbankan kepadatan data yang membuat DNA menarik untuk penyimpanan data sejak awal.”
Teknik ini memungkinkan data disimpan pada kepadatan yang sangat tinggi – 10 PB per cm3. Dengan kata lain, itu sama dengan 10 juta GB dalam ruang seukuran gula batu. Dendrikoloid dapat menyimpan berkas lebih baik daripada DNA murni, dan dapat menjalani lebih dari 170 siklus dehidrasi/rehidrasi dibandingkan dengan 60 siklus dengan DNA murni.
Seperti teknik data DNA lainnya, ini dapat digunakan untuk penyimpanan arsip jangka panjang. Para peneliti memperkirakan bahwa DNA yang disimpan pada nanofibril polimer akan memiliki waktu paruh sekitar 6.000 tahun pada suhu lemari es 4 °C (39 °F), dan 2 juta tahun yang luar biasa jika dibekukan pada suhu -18 °C (0,4 °F).
Untuk menulis data ke DNA, algoritma terlebih dahulu mengubahnya menjadi rangkaian asam nukleat – huruf ACGT yang umum dalam kode DNA. Potongan informasi tertentu dapat diambil menggunakan molekul RNA yang menyalin data dari DNA, lalu mengurutkan RNA tersebut. Itu berarti Anda tidak perlu menghancurkan DNA untuk membaca kembali data tersebut, tidak seperti beberapa teknik data DNA yang ada.
Sistem baru ini juga memungkinkan komputasi langsung pada DNA, menggunakan enzim. Hal ini ditunjukkan dengan penyelesaian masalah catur dan sudoku 3 x 3 yang disederhanakan pada sistem.
“Kemampuan untuk membedakan informasi DNA dari nanofiber tempat penyimpanannya memungkinkan kita untuk melakukan banyak fungsi yang sama seperti yang dapat Anda lakukan dengan perangkat elektronik,” kata Kevin Lin, penulis pertama studi tersebut. “Kita dapat menyalin informasi DNA langsung dari permukaan material tanpa merusak DNA. Kita juga dapat menghapus potongan DNA yang ditargetkan lalu menulis ulang pada permukaan yang sama, seperti menghapus dan menulis ulang informasi yang tersimpan di hard drive. Hal ini pada dasarnya memungkinkan kita untuk melakukan berbagai fungsi penyimpanan dan komputasi data DNA.”
Hal ini dapat membuka jalan bukan hanya untuk penyimpanan data DNA, tetapi juga komputer DNA lengkap.
Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nanoteknologi Alam.
