به گز ارش ثریا - از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران دانشگاه ایالتی آریزونا (Arizona State University – ASU) در دو مطالعه تازه نشان داده‌اند که «دی‌ان‌ای» (DNA) می‌تواند نه‌تنها به‌عنوان رسانه‌ای فوق‌فشرده برای ذخیره حجم عظیم داده‌ها به‌کار رود، بلکه بستری نوین برای رمزنگاری و حفاظت از اطلاعات در مقیاس مولکولی فراهم آورد؛ دستاوردی که می‌تواند آینده سامانه‌های ذخیره‌سازی و امنیت دیجیتال را دگرگون کند.
از آغاز عصر رایانه تاکنون، دو چالش اساسی همواره ذهن پژوهشگران را به خود مشغول کرده است: نخست، چگونه می‌توان سیل فزاینده داده‌های دیجیتال را ذخیره کرد؛ و دوم، چگونه می‌توان این اطلاعات را از دسترسی‌های غیر مجاز مصون داشت. اکنون گروهی از دانشمندان «مؤسسه بایودیزاین» در دانشگاه ایالتی آریزونا به همراه همکاران خود، پاسخی غیر منتظره اما الهام‌گرفته از طبیعت ارائه کرده‌اند: بهره‌گیری از مولکول حیات، یعنی دی‌ان‌ای، به‌عنوان یک سکوی اطلاعاتی.
نتایج این پژوهش‌ها که در نشریات «مواد کاربردی پیشرفته» (Advanced Functional Materials) و «ارتباطات طبیعت» (Nature Communications) منتشر شده، جایگزینی زیست‌الهام برای راهکارهای مبتنی بر سیلیکون پیشنهاد می‌کند. به گفته «هائو یان»، استاد ممتاز دانشکده علوم مولکولی و مدیر مرکز طراحی مولکولی و زیست‌الگو در ASU، فناوری اطلاعات دهه‌ها به سیلیکون وابسته بوده است، اما اکنون می‌توان دی‌ان‌ای را نه‌فقط ماده ژنتیکی، بلکه بستری برای ذخیره و صیانت از اطلاعات دانست.
در نخستین مطالعه، تمرکز پژوهشگران بر ذخیره‌سازی داده‌ها با استفاده از شکل فیزیکی دی‌ان‌ای بوده است، نه صرفاً توالی حروف ژنتیکی آن. دی‌ان‌ای به‌دلیل چگالی ذخیره‌سازی بی‌نظیر و پایداری شگفت‌انگیزش ــ که نمونه‌هایی از آن پس از حدود دو میلیون سال در رسوبات گرینلند بازیابی شده ــ گزینه‌ای جذاب برای آرشیو بلندمدت اطلاعات به‌شمار می‌رود.
دانشمندان ساختارهای بسیار کوچک دی‌ان‌ای را طراحی کرده‌اند که همانند «حروف فیزیکی» یک الفبا عمل می‌کنند و هر یک حامل بخشی از اطلاعات هستند. هنگامی که این ساختارها از درون یک حسگر نانومقیاس عبور می‌کنند، نرم‌افزارهای مبتنی بر یادگیری ماشین، سیگنال‌های الکتریکی ظریف تولیدشده را ثبت و تحلیل می‌کنند. سپس سامانه قادر است داده‌ها را با دقت بالا به واژه‌ها و پیام‌های خوانا تبدیل کند.
این روش، در مقایسه با شیوه‌های متداول ذخیره‌سازی دی‌ان‌ای که به توالی‌یابی ژنتیکی کند و پرهزینه وابسته‌اند، سریع‌تر، کم‌هزینه‌تر و مقیاس‌پذیرتر است. چشم‌انداز پیش‌رو نشان می‌دهد که دی‌ان‌ای می‌تواند به رسانه‌ای فوق‌متراکم، با دوام و ایمن برای نگهداری داده‌های علمی، فرهنگی و حتی اسناد تاریخی بدل شود؛ آن هم با مصرف حداقلی فضا و انرژی.
اما نوآوری پژوهشگران به ذخیره‌سازی محدود نمی‌شود. در مطالعه دوم، آن‌ها نشان داده‌اند که نانوساختارهای دی‌ان‌ای می‌توانند به‌عنوان ابزاری برای رمزنگاری پیشرفته نیز به‌کار روند. در این پژوهش، ساختارهای موسوم به «اوریگامی دی‌ان‌ای» طراحی شده‌اند؛ آرایش‌های تاخورده‌ای از رشته‌های دی‌ان‌ای که اشکال دقیق دوبعدی و سه‌بعدی ایجاد می‌کنند. در این رویکرد، اطلاعات نه به‌صورت بیت‌های ساده، بلکه در الگو و آرایش این ساختارهای نانومقیاس رمزگذاری می‌شود.
برای خواندن این داده‌های رمزگذاری‌شده، پژوهشگران از نوعی میکروسکوپی با قدرت تفکیک بسیار بالا بهره برده‌اند که قادر است ساختارهای منفرد دی‌ان‌ای را با دقت چشمگیر مشاهده کند. سپس الگوریتم‌های یادگیری ماشین هزاران تصویر مولکولی را تحلیل کرده و الگوهای مشابه را گروه‌بندی می‌کنند تا پیام اصلی بازسازی شود. بدون چارچوب رمزگشایی صحیح، این الگوها عملاً بی‌معنا خواهند بود و همین ویژگی، لایه‌ای ذاتی از امنیت فراهم می‌آورد.
این رویکرد، تعداد کدهای مولکولی قابل تولید را به‌طرز چشمگیری افزایش می‌دهد و امکان رمزگشایی غیر مجاز را بسیار دشوارتر می‌کند. افزون بر آن، ذخیره اطلاعات در ساختارهای سه‌بعدی دی‌ان‌ای، سطحی تازه از پیچیدگی و امنیت را به هر «کلید مولکولی» می‌افزاید.
در مجموع، این دو پژوهش نشان می‌دهد که دی‌ان‌ای می‌تواند هم‌زمان نقش یک رسانه ذخیره‌سازی فشرده و سکوی امن مدیریت اطلاعات را ایفا کند. یکی از فناوری‌ها بر خوانش سریع و الکترونیکی اطلاعات مولکولی تأکید دارد و دیگری از خودِ الگوهای مولکولی به‌عنوان حاملان رمزگذاری‌شده بهره می‌برد.
کاربردهای بالقوه این فناوری گسترده است؛ از آرشیو فوق‌فشرده داده‌های علمی و پرونده‌های پزشکی گرفته تا حفاظت از اطلاعات حساس در شرایطی که تجهیزات الکترونیکی متعارف کارایی خود را از دست می‌دهند، مانند دماهای بسیار بالا، محیط‌های پرتوزا یا نگهداری‌های چندده‌ساله. این دستاورد، همگرایی فزاینده زیست‌شناسی، علم مواد، محاسبات و الکترونیک را به‌نمایش می‌گذارد و نشان می‌دهد که آینده ذخیره‌سازی و امنیت اطلاعات شاید در دل همان مولکولی نهفته باشد که راز حیات را در خود حمل می‌کند.
منبع : فناوری
دست نوشته دانشجو‌یان در بیعت با رهبر انقلاب
امکان تحصیل دانش آموزان ایرانی خارج از کشور فراهم است
اعلام لبیک شورای عالی انقلاب فرهنگی به رهنمودهای رهبر معظم انقلاب
ثبت نام بیش از ۳۰ هزار نفر در آزمون دکتری نیمه‌متمرکز سال ۱۴۰۶
اطلاعات تازه درباره سهمیه‌ها و تسهیلات آزمون دکتری نیمه متمرکز سال ۱۴۰۶
علیرضا استادی: جسارت بازی درنقش تاریخی را پیدا کردم
دست رد ۳ جشنواره بر فیلم جدید پل شریدر؛ «مبانی فلسفه» پسندیده نشد
رونمایی از «هزاردستان» نخستین انیمیشن «دست‌ساز» جهان
نمایشگاه «رد خط» به نیاوران رسید
بسیج دانش‌آموزی در بیش از نیمی از مدارس کشور حضور دارد
نقش سوره‌های کوتاه در آشنایی کودکان با قرآن
افزایش سرانه های آموزشی در استان تهران/ ساخت مدرسه به تنهایی کافی نیست
کودکان البرزی مأموریت نیمه‌تمام شهید ماکان نصیری را ادامه می‌دهند
تصادف تریلی با سرویس مدرسه در اردکان؛ یک دانش‌آموز جان باخت
کاظمی: نظام سنجش آموزش‌وپرورش نیازمند تحول اساسی است
اسامی برگزیدگان مرحله نهایی سی‌ویکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
هشدار افتا درباره قطع دسترسی به دامنه‌های خارجی؛ لزوم مهاجرت به ir
چت جی پی تی بیمار مبتلا به صرع را به سرپیچی از دستور پزشکان تشویق کرد
متا برای معتاد کردن نوجوانان به دادگاه می رود
یک انفجار کیهانی ۲۷ روزه در فضا کشف شد
اپل دو دستگاه جدید معرفی کرد +قیمت
جاسوسی شرکت اسرائیلی از کاربران استارلینک فاش شد
خدا از رگ گردن به ما نزدیک‌تر است؛ پس چرا باید عبادت کنیم؟
آیت الله رشاد: بیانیه رهبر معظم انقلاب، محرک تاریخی پیشرفت علمی کشور است
آیا دینداری مانع پیشرفت می‌شود؟
حجت‌الاسلام قمی: جنگ واقعی بر سر «تحریف واقعیت» در ذهن مردم است
نیاز انقلاب به شخصیت‌هایی چون آیت الله مهدوی‌کنی بیشتر احساس می‌شود
نتایج انتخاب رشته آزمون کارشناسی رشته‌های علوم پزشکی آزاد اعلام شد
نتایج نهایی پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی سال ۱۴۰۵ اعلام شد
کارت آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی منتشر شد
ثبت ۱ میلیارد تراکنش در جنگ ۴۰ روزه
واکنش به آسیب کابل‌های اینترنت در تنگه هرمز
تبدیل جیوه به طلا محقق شد
برای نخستین بار: ترمیم دی‌ان‌ای در بدن امید تازه برای درمان یک بیماری ژنتیکی نادر
آغاز ثبت‌نام آزمون دکتری از ۳ آبان: برگزاری آزمون در بهمن ماه
تمدید مهلت ثبت‌نام در سومین جشنواره ملی نشان نیکوکاری
برگزاری یادنامه شهید علی لاریجانی به همراه رونمایی کتابی از او
پناهیان: توجه به ادبیات روایی در مسیر تحول فرهنگی ضروری است
بازیگر «هک‌ها» از فلسطین دفاع کرد؛ پرداخت مالیات برای تامین نسل‌کشی
سینمای کوتاه در محاصره کلیشه‌هاست؛ از فقر ایده تا چالش میزبانی!
طرح یک سریال عاشقانه برای شبکه نمایش خانگی؛ تکرار «پوست شیر» طبیعی است
کمال تبریزی: فیلمسازان جوان از تقلید فاصله بگیرند
جزئیات کنسرت تازه مجید انتظامی اعلام شد؛ شنیدن ملودی‌های خاطره‌انگیز
وقتی «قطع رابطه» سفارشی می‌شود؛ چرا تولید اثر هنری با ریسک همراه است؟
مرثیه‌ای که هنوز با صدای دلتنگی حضرت زینب(س) شنیده می‌شود
انقلابی‌تر بودن با فحش رکیک‌تر ثابت نمی‌شود؛ هنر ماندگار حضرت زهرا(س)
روایت «حماسه فاطمی» و دفاع حضرت زهرا(س) از امامت
اسامی معرفی شدگان چندبرابر ظرفیت آزمون دانشجومعلم سال ۱۴۰۵ اعلام شد
سخنگوی وزارت آموزش و پرورش: وجود ۴۰۰ مدرسه در کشور با یک دانش‌آموز
چرا خانواده‌های پرجمعیت بابت انتخابشان تحقیر می‌شوند؟
خطرناک‌ترین شکل انحراف دینی از دیدگاه حضرت علی(ع)
رویا نونهالی با یک سریال جدید به تلویزیون برمی‌گردد
شاهرخ فروتنیان مهمان یازدهمین قسمت برنامه «هم‌کلام» است.
فصل دوم «بهار شیراز» به آنتن می‌رسد؛ سریالی درباره دغدغه مردم معمولی
پشتیبانی سینمایی‌ها از نویسنده حامی فلسطین؛ بریتانیا تغییر مسیر دهد
آغاز ثبت‌نام بدون آزمون استعدادهای درخشان کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد
امکان قفل کردن محتوا در «چت‌جی‌پی‌تی» فراهم شد
هوش مصنوعی متا اطلاعات کاربران را فاش کرد
انتخاب رشته ۱۲۴ هزار نفر در پذیرش صرفاً بر اساس سوابق تحصیلی سال ۱۴۰۵
حجت الاسلام علوی تهرانی: تکریم حضرت زهرا (س) راه رسیدن به توحید است
«تقاطع خیابان روزولت»؛ روایت تاریخ شفاهی رایزن اقتصادی آمریکا در ایران
ساعت ۲۴ امشب آخرین فرصت ثبت‌نام در پذیرش رشته‌های بدون کنکور سال ۱۴۰۵
دانشگاه‌های ایران به روی دختران جمهوری آذربایجان باز است
آغاز ثبت‌نام پذیرفته‌شدگان کارشناسی ارشد دانشگاه تهران از فردا
هشدار مشاور وزیر علوم درباره سایه جنگ و شکاف اجتماعی
کتیبه‌پوشی زیبای حرم علوی در عزای شهادت حضرت زهرا(س)
تأسیس ۸ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت
چه برنامه‌های تربیتی آموزشی روی کودکان و نوجوانان اثرگذار است؟
آیا جوان امروز کمتر تلاش می‌کند؟
هوش مصنوعی مایکروسافت در تشخیص بیماری دو برابر پزشک دقت دارد
وب سایت‌های دولتی پس از کشف شکاف امنیتی در خاموشی فرو رفتند
کشف نوع جدیدی از افسردگی که زنان را بیشتر گرفتار می‌کند
ادامه اختلال در چت جی‌پی‌تی در میان کاربران ایرانی
روباتی که روی دست چاقو کشید
شیخ طوسی هزار سال پیش درباره اعجاز و تحریف قرآن چه می‌گفت؟
کاظمی: ۱۱ هزار کلاس درس سال گذشته هوشمند سازی شد
خانواده در محاصره اندیشه‌های غربی؛ فقه اسلامی چه پاسخی دارد؟
مستند برنده اسکار در جشنواره مقاومت حضور دارد؛ اکران فیلم در میادین
«گربه سگ؛ نتانیاهو و ترامپ» طرح جدید شجاعی طباطبایی شد
روایتی از ۴ زن در اسارت؛ «سلول» تقابل امید و ناامیدی است
اسامی معرفی شدگان چندبرابر ظرفیت آزمون دانشجومعلم سال ۱۴۰۵ اعلام شد
انتخاب رشته ۱۲۴ هزار نفر در پذیرش صرفاً بر اساس سوابق تحصیلی سال ۱۴۰۵
نتایج نهایی پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی سال ۱۴۰۵ اعلام شد
آغاز ثبت‌نام بدون آزمون استعدادهای درخشان کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد
آغاز ثبت‌نام آزمون دکتری از ۳ آبان: برگزاری آزمون در بهمن ماه
کارت آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی منتشر شد
تبدیل جیوه به طلا محقق شد
امکان قفل کردن محتوا در «چت‌جی‌پی‌تی» فراهم شد
برای نخستین بار: ترمیم دی‌ان‌ای در بدن امید تازه برای درمان یک بیماری ژنتیکی نادر
هوش مصنوعی متا اطلاعات کاربران را فاش کرد
سینمای کوتاه در محاصره کلیشه‌هاست؛ از فقر ایده تا چالش میزبانی!
فصل دوم «بهار شیراز» به آنتن می‌رسد؛ سریالی درباره دغدغه مردم معمولی
رویا نونهالی با یک سریال جدید به تلویزیون برمی‌گردد
طرح یک سریال عاشقانه برای شبکه نمایش خانگی؛ تکرار «پوست شیر» طبیعی است
انقلابی‌تر بودن با فحش رکیک‌تر ثابت نمی‌شود؛ هنر ماندگار حضرت زهرا(س)
ادامه اختلال در چت جی‌پی‌تی در میان کاربران ایرانی
چرا خانواده‌های پرجمعیت بابت انتخابشان تحقیر می‌شوند؟
خطرناک‌ترین شکل انحراف دینی از دیدگاه حضرت علی(ع)
واکنش به آسیب کابل‌های اینترنت در تنگه هرمز
سخنگوی وزارت آموزش و پرورش: وجود ۴۰۰ مدرسه در کشور با یک دانش‌آموز
جزئیات کنسرت تازه مجید انتظامی اعلام شد؛ شنیدن ملودی‌های خاطره‌انگیز
پناهیان: توجه به ادبیات روایی در مسیر تحول فرهنگی ضروری است
پشتیبانی سینمایی‌ها از نویسنده حامی فلسطین؛ بریتانیا تغییر مسیر دهد
بازیگر «هک‌ها» از فلسطین دفاع کرد؛ پرداخت مالیات برای تامین نسل‌کشی
برگزاری یادنامه شهید علی لاریجانی به همراه رونمایی کتابی از او
شاهرخ فروتنیان مهمان یازدهمین قسمت برنامه «هم‌کلام» است.
کشف نوع جدیدی از افسردگی که زنان را بیشتر گرفتار می‌کند
نتایج انتخاب رشته آزمون کارشناسی رشته‌های علوم پزشکی آزاد اعلام شد
ثبت ۱ میلیارد تراکنش در جنگ ۴۰ روزه
کمال تبریزی: فیلمسازان جوان از تقلید فاصله بگیرند
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.