Sepanjang sejarah manusia, orang telah datang dengan segala macam sistem penyimpanan data — mulai dari tulisan paku dan pahat hingga hard drive dan compact disc. Tetapi mereka semua memiliki satu kesamaan: Pada titik tertentu, mereka menurun.
Itu sebabnya para peneliti telah berupaya untuk menemukan penyimpanan data yang lebih tahan lama, seperti berlian dan bahkan DNA. Sekarang untuk pertama kalinya, lapor Gina Kolata di The New York Times, para ilmuwan telah mengkodekan sebuah film singkat dalam DNA sel-sel hidup menggunakan teknik pengeditan gen CRISPR-Cas - sebuah langkah yang dapat mengarah pada rekaman seluler dari data kesehatan. Mereka mempublikasikan hasilnya minggu ini di jurnal Nature.
Konsep di balik penyimpanan data DNA relatif sederhana. Sementara file digital pada dasarnya disimpan dengan merekam serangkaian angka 0 dan 1, DNA dapat menyimpan data yang sama dengan menyandikan informasi ke dalam empat nukleobase, A, G, C dan T.
Seperti yang dilaporkan Robert Service di Science, para ilmuwan telah melakukan hal itu sejak 2012, ketika para ahli genetika pertama kali mengkodekan sebuah buku 52.000 kata dalam DNA. Meskipun awalnya tidak efisien, seiring waktu teknologi telah meningkat. Pada bulan Maret, sebuah tim peneliti melaporkan bahwa mereka telah menyandikan enam file, termasuk sistem operasi komputer dan sebuah film menjadi potongan-potongan sintetik DNA.
Untuk studi terbaru ini, para peneliti memilih sebuah film tentang kuda yang berlari kencang yang direkam oleh fotografer Inggris Eadweard Muybridge pada tahun 1878, salah satu film pertama yang pernah direkam, ditangkap dalam upaya untuk mencari tahu apakah kuda berlari memiliki keempat kaki dari tanah.
Para peneliti menggunakan sistem CRISPR-Cas untuk mentransfer DNA ke bakteri. Sistem ini memanfaatkan kekuatan pertahanan kekebalan bakteri untuk mengubah DNA bakteri, jelas Ian Sample for The Guardian . Ketika virus menyerang, bakteri mengirimkan enzim untuk memotong kode genetik virus. Dan itu memasukkan potongan-potongan DNA virus ke dalam strukturnya sendiri untuk mengingat penyerang jika terjadi serangan di masa depan. Para ilmuwan dapat memanipulasi sistem ini, mengendalikan bit DNA mana yang menumpang ke genom bakteri.
Para peneliti membuat untai sintetis dari DNA yang berisi blok lima-frame dari video ini serta gambar tangan — huruf-huruf nucelobases yang mewakili keteduhan dan posisi masing-masing piksel gambar. "Para ilmuwan kemudian memberi makan untaian DNA ke bakteri E. coli" tulis Sampel. "Kutu-kutu itu memperlakukan potongan-potongan DNA seperti menyerang virus dan dengan patuh menambahkannya ke genom mereka sendiri."
"Kami menyampaikan materi yang mengkodekan gambar-gambar kuda satu per satu, " kata ilmuwan saraf Harvard Seth Shipman, penulis pertama studi tersebut kepada Sample. "Lalu, ketika kami mengurutkan bakteri, kami melihat di mana bingkai berada dalam genom. Itu memberi tahu kami urutan bingkai-bingkai itu akan muncul. "
Seperti yang dilaporkan Sampel, para peneliti mengizinkan bakteri berkembang biak selama seminggu, menurunkan DNA dari generasi ke generasi. Ketika mereka mengurutkan genom bakteri mereka mampu merekonstruksi gambar yang dikodekan dengan akurasi 90 persen.
Meskipun akan keren jika trilogi The Lord of the Rings dikodekan dalam DNA Anda suatu hari nanti, Shipman memberi tahu Kolata bahwa sebenarnya bukan itu tujuan penelitian khusus ini. Alih-alih, ia berharap teknik itu bisa mengarah pada perekam molekuler yang bisa mengumpulkan data dari sel dari waktu ke waktu.
"Kami ingin mengubah sel menjadi sejarawan, " kata Shipman dalam siaran pers. "Kami membayangkan sistem memori biologis yang jauh lebih kecil dan lebih fleksibel daripada teknologi saat ini, yang akan melacak banyak peristiwa secara non-intrusi dari waktu ke waktu."
Pada akhirnya, Shipman berharap untuk menggunakan teknik ini untuk mempelajari perkembangan otak. Alih-alih mencoba mengamati sel-sel otak melalui teknik pencitraan atau melalui pembedahan, perekam molekuler ini akan mengumpulkan data dari waktu ke waktu dari setiap sel di otak, yang kemudian dapat diterjemahkan oleh para peneliti.
Tetapi hari itu masih merupakan jalan keluar dan penelitian saat ini hanyalah bukti konsep. "Apa yang ditunjukkan ini kepada kita adalah bahwa kita bisa mendapatkan informasi, kita bisa mendapatkan informasi, dan kita bisa memahami bagaimana pengaturan waktunya juga, " kata Shipman kepada Sample.
Sementara Shipman berfokus pada kesehatan, dunia teknologi juga memperhatikan studi DNA ini. Antonio Regalado di MIT Technology Review melaporkan bahwa pada bulan Mei, Microsoft mengumumkan bahwa mereka sedang mengembangkan perangkat penyimpanan DNA dan berharap untuk memiliki beberapa versi operasional pada akhir dekade ini. Keuntungan penyimpanan DNA cukup jelas, Regalado melaporkan. DNA tidak hanya bertahan ribuan kali lebih lama dari perangkat silikon, tetapi juga dapat menampung trilyunan byte data dalam satu milimeter kubik. Setiap film yang pernah dibuat dapat disimpan dalam perangkat yang lebih kecil dari wadah gula. Langkah ini pada akhirnya dapat mengakhiri hari-hari pusat data penghisap energi besar-besaran yang diperlukan untuk melacak segala sesuatu mulai dari literatur hebat hingga foto liburan.
