ذخیره‌سازی ژنوم انسان روی کریستال: امید بقای اطلاعات ژنتیکی تا میلیاردها سال
پژوهش‌گران دانشگاه ساوتهمپتون موفق به حک ژنوم کامل انسان بر روی کریستالی شده‌اند که قادر است میلیاردها سال، بسیار فراتر از زمان احتمالی انقراض نوع بشر، دوام بیاورد.
پژوهش‌گران دانشگاه ساوتهمپتون موفق به حک ژنوم کامل انسان بر روی کریستالی شده‌اند که قادر است میلیاردها سال، بسیار فراتر از زمان احتمالی انقراض نوع بشر، دوام بیاورد.
به گزارش اسکای نیوز، این دستاورد چشمگیر حاصل کار انجام شده از سوی مرکز تحقیقات اپتوالکترونیک (اوآرسی) دانشگاه ساوتهمپتون، به سرپرستی پروفسور پیتر کازانسکی است.
این تیم با استفاده از لیزر، اطلاعات ژنتیکی انسان را بر روی یک کارت حافظه کریستالی حک کرده است.
کارت حافظه کریستالی چیست؟
کارت حافظه کریستالی در سال ۲۰۱۴ رکورد جهانی گینس را برای بادوام‌ترین روش ذخیره‌سازی داده، کسب کرد.
این کارت حافظه از نظر ساختاری، مشابه کوارتز ذوب شده و دارای ویژگی‌های منحصر به فردی از جمله مقاومت فوق‌العاده در برابر عوامل شیمیایی و حرارتی، توانایی تحمل نیروهای عظیم، دماهای شدید و تابش کیهانی، ظرفیت ذخیره‌سازی اطلاعات تا ۳۶۰ ترابایت و ماندگاری بالقوه تا میلیاردها سال است.
این فن‌آوری پیشرفته از پنج بُعد شامل دو بُعد نوری و سه بُعد فضایی برای رمزگذاری داده‌ها استفاده می‌کند. این روش ذخیره‌سازی، برخلاف روش‌های متداول، در برابر گذر زمان مقاوم است.
امیدواری‌ها به آینده
دانشمندان امیدوارند از این کارت حافظه کریستالی برای حفظ اطلاعات ژنتیکی گونه‌های گیاهی و جانوری در معرض انقراض و ایجاد یک مخزن دائمی از داده‌های ژنومی به منظور مطالعات آینده استفاده کنند.
به گفته پروفسور کازانسکی، پژوهش‌های دیگر دانشمندان در حال حاضر امکان سنتز مواد ژنتیکی موجودات ساده و استفاده از آن‌ها در یک سلول برای ایجاد نمونه‌ای زنده در آزمایشگاه را فراهم کرده اما امکان ایجاد موجودات زنده تنها با استفاده از اطلاعات ژنتیکی، وجود ندارد.
کازانسکی معتقد است پیشرفت‌های آینده در زمینه مهندسی دی‌ان‌ای می‌تواند این محدودیت را برطرف کند.
راهنمای استفاده از کریستال
کریستال مورد نظر، حاوی یک راهنمای تصویری است که جزییات داده‌های ذخیره شده درون آن را نمایان می‌سازد.
در این راهنما، عناصر بنیادین حیات (هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن)، تصویر چهار باز آلی اصلی مولکول دی‌ان‌ای (آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین)، همراه با ساختار مولکولی آن‌ها، نحوه قرارگیری این بازها در ساختار مارپیچ دوگانه دی‌ان‌ای و چگونگی آرایش ژن‌ها در کروموزوم و نحوه جای‌گیری آن در یک سلول، به نمایش گذاشته شده است.
این راهنمای جامع، امکان بازسازی و درک ساختار ژنتیکی انسان را برای تمدن‌های آینده فراهم می‌کند.
در حال حاضر کریستال حاوی اطلاعات ژنتیکی انسان، در آرشیو «حافظه بشریت» واقع در یک غار نمکی در هالشتات اتریش نگهداری می‌شود.
در سال ۲۰۲۲، دانشمندان یکی از بزرگ‌ترین فواره‌های سیاه‌چاله‌ای قابل مشاهده در آسمان شب را در کهکشان انجیسی-۲۶۶۳ کشف کردند.
این کهکشان که در نزدیکی کهکشان راه شیری است، با استفاده از تلسکوپ «استرالیایی اسکایپاتفایندر» (ایاسکیایپی) به عنوان یکی از بزرگ‌ترین فواره‌های موجود در آسمان شب شناسایی شده است.
اما کشف جدیدی که در مجله معتبر نیچر منتشر شده، همه انتظارات را پشت سر گذاشته است. به گفته پژوهش‌گران دانشگاه کالیفرنیا، این فواره که پورفیریون (یکی از غولهای اساطیر یونان) نامگذاری شده، بیش از ۲۰ برابر بزرگ‌تر از فواره انجیسی-۲۶۶۳ است و ابعاد عظیمی دارد.
پورفیریون، غول کیهانی
پورفیریون، با طول حیرتآور ۲۳ میلیون سال نوری، در کهکشانی دور دست قرار دارد و نشان می‌دهد که چگونه ماده در داخل و خارج کهکشانها جریان مییابد.
این فواره نهتنها عظیم، بلکه تقریبا مستقیم است، همین مساله دانشمندان را متحیر کرده است.
این فواره با استفاده از «تلسکوپ الاوافآیآر» کشف شد. این تلسکوپ در واقع شبکهای از حسگرهای رادیویی است که در هلند مستقر شده و از سوئد تا بلغارستان و از ایرلند تا لتونی گسترده شده است.
تلسکوپهای رادیویی بر خلاف چشم انسان توانایی مشاهده امواج رادیویی را دارند.
سیاهچالهها، منبع فواره‌های عظیم
این فوارهها در مرکز کهکشانی قرار دارند که از سوی یک سیاهچاله فوق‌العاده بزرگ هدایت می‌شود. هنگامی که ماده به سمت سیاهچاله کشیده می‌شود، سیاهچاله برخی از آن‌ها را میبلعد.
برخی دیگر در اطراف سیاهچاله بهصورت یک صفحه چرخان در میآیند و بخشی از آن هم بهوسیله میدانهای مغناطیسی شدید به دو فواره پرقدرت در جهتهای مخالف پرتاب می‌شوند.
چیزی که پورفیریون را متمایز می‌کند، راست بودن تقریبا کامل این فواره است.
فواره‌های سیاهچالههای دیگر اغلب دارای انحنا یا شکستگی هستند، همانند فواره «ارواح رقصان» که ایاسکیایپی آن را شناسایی کرده بود.
معمای فواره مستقیم
بسیاری از عوامل مانند برخورد با ابرهای متراکم، تغییرات در جهتگیری سیاهچاله، میدانهای مغناطیسی قوی و یا بادهای میانکهکشانی میتوانند فوارهها را خم کنند.
اما پورفیریون بهطرزی عجیب بدون هیچ اختلالی در حدود دو میلیارد سال در حال حرکت بوده است.
این کشف دو ابهام بزرگ را مطرح می‌کند؛ اول اینکه پورفیریون در مکانی بسیار دور از ما قرار دارد. نور این فواره هفت میلیارد سال سفر کرده تا به زمین برسد، که به این معناست که ما آن را به شکلی میبینیم که شش میلیارد سال پس از بیگ بنگ بوده است.
دوم، فوارهای که به مدت دو میلیارد سال قدرت خود را حفظ کرده باشد، به منبعی پایدار و غنی از مواد نیاز دارد، اما وجود چنین محیطی معمولا با یک فواره مستقیم ناسازگار است.
پژوهش‌های آینده
دانشمندان امیدوارند با مطالعات بیشتر به راز این فواره پی ببرند. تلسکوپهای رادیویی به کاوش در این زمینه ادامه خواهند داد تا بتوانند فواره‌های بیشتری را کشف کنند و به بررسی چگونگی تشکیل آن‌ها بپردازند.
این پژوهشها به درک بهتر ساختار و رفتار کهکشانها و نقش سیاهچالهها در کیهان کمک خواهد کرد.
