"คริสตัลความทรงจำ 5 มิติ" เก็บข้อมูลจีโนมมนุษย์ได้นานหลายพันล้านปี

นักวิจัยในศูนย์วิจัยออปโตอิเล็กทรอนิกส์ (ORC) ของมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตัน สหราชอาณาจักร ได้พัฒนาวิธีการเข้ารหัสจีโนม (Genome) และดีเอ็นเอ (DNA) รหัสทางพันธุกรรมที่ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของมนุษย์ทั้งหมดลงใน "คริสตัลความทรงจำ 5 มิติ" มีความทนทานและสามารถเก็บรักษาข้อมูลเอาไว้ได้หลายพันล้านปี แม้ในกรณีมนุษย์สูญพันธุ์ไปจากโลกแล้วก็ตาม

การพัฒนา "คริสตัลความจำ 5 มิติ"

การพัฒนา "คริสตัลความทรงจำ 5 มิติ" ประสบความสำเร็จในการพัฒนาโครงสร้างระดับนาโนเมื่อปี 2014 โดยได้รับการรับรองจากกินเนสส์เวิลด์เรคคอร์ด (Guinness World Record) ซึ่งเป็นหน่วยงานการจัดอันดับและสถิติที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกให้เป็นวัสดุจัดเก็บข้อมูลที่มีความทนทานมากที่สุดในโลก

ทีมนักวิจัยที่พัฒนาคริสตัลนำโดยศาสตราจารย์ปีเตอร์ คาซานสกี (Peter Kazansky) ศาสตราจารย์ด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์ผู้เชี่ยวชาญแห่งมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตัน สหราชอาณาจักร ทีมงานวิจัยได้พัฒนาคริสตัลเก็บข้อมูลขนาด 360 เทราไบต์ ทนอุณหภูมิที่สูง 1,000 องศาเซลเซียส ทนทานต่อแรงกระแทก 10 ตันต่อตารางเซนติเมตร และมีความทนทานต่อรังสีคอสมิกได้เป็นเวลานาน

ทีมงานของศาสตราจารย์ปีเตอร์ คาซานสกี (Peter Kazansky) ได้ทำการวิจัยอย่างต่อเนื่องและประสบความสำเร็จในการเข้ารหัสจีโนมมนุษย์จำนวน 3,000 ล้านอักขระ ลงในคริสตัลหน่วยความจำขนาดเท่าเหรียญดอลลาร์ 

เทคนิคที่ใช้พัฒนา "คริสตัลความทรงจำ 5 มิติ" นั้นมีความแตกต่างจากการบันทึกข้อมูลแบบ 2 มิติ ลงบนเทปแม่เหล็กทั่วไป โดยทีมงานได้ใช้การผสมกันระหว่างเทคนิคบันทึกข้อมูลแบบ 2 มิติ กับเทคนิคพิกัดเชิงพื้นที่ 3 มิติ และใช้การยิงแสงเลเซอร์ความเร็วสูงเพื่อสกัดรหัสดีเอ็นเอ (DNA) หรือ รหัสทางพันธุกรรมที่ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของมนุษย์ ลงในช่องว่างภายในซิลิกาที่มีขนาดเล็กถึง 20 นาโนเมตร

แรงบันดาลใจ "คริสตัลความทรงจำ 5 มิติ"

การเก็บข้อมูลใน "คริสตัลความจำ 5 มิติ" ได้รับแรงบัลดาลใจจากโครงการแผ่นดิสก์ทองคำบนยานวอยเอเจอร์ 1 ซึ่งถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 1977 หรือเมื่อ 47 ปีก่อน และกำลังเดินทางออกห่างจากระบบสุริยะไปเรื่อย ๆ โดยแผ่นดิสก์ทองคำดังกล่าวเก็บข้อมูลมนุษย์เพศชายและหญิง องค์ประกอบธาตุต่าง ๆ เช่น ไฮโดรเจน ออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน โครงสร้างโมเลกุลของ DNA มนุษย์ รวมไปถึงข้อมูลอื่น ๆ ที่อาจจำเป็นต่อการสร้างมนุษย์ขึ้นมาโดยการสังเคราะห์

“เราทราบจากผลงานของคนอื่น ๆ ว่าสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายสามารถสังเคราะห์ และนำไปใช้ในเซลล์ที่มีอยู่เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตในห้องแล็บ "คริสตัลความจำ 5 มิติ" จะเปิดโอกาสให้ผู้วิจัยคนอื่น ๆ สร้างคลังข้อมูลจีโนมที่ยั่งยืน ซึ่งสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน เช่น พืชและสัตว์ อาจได้รับการฟื้นคืน หากเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์ของมนุษย์ในอนาคตได้รับการอนุญาต”

การเก็บรักษา "คริสตัลความจำ 5 มิติ"

ปัจจุบัน "คริสตัลความจำ 5 มิติ" ที่เข้ารหัสจีโนมของมนุษย์ถูกเก็บไว้ในคลังข้อมูลความทรงจำของมนุษย์ ซึ่งเป็นโครงการแคปซูลเวลาที่ตั้งอยู่ภายในเหมืองเกลือที่เก่าแก่ที่สุดในโลกในเมืองฮัลล์สตัทท์ ประเทศออสเตรีย หากทุกอย่างเป็นไปตามแผน คริสตัลดังกล่าวจะคงอยู่ได้นานหลายพันล้านปี แม้กรณีมนุษย์สูญพันธุ์ไปจากโลก ซึ่งทีมงานหวังว่ามันคงไม่เกิดเรื่องดังกล่าวขึ้น

ที่มาของข้อมูล Popsci, Interestingengineering, Southampton.ac.uk