تخزين الجينوم البشري على “بلورة ذاكرة خماسية الأبعاد” .. ثورة في الحفظ الجيني

في خطوة ثورية نحو حماية التنوع البيولوجي والجينوم البشري، أعلنت جامعة ساوثهامبتون الإنجليزية عن تخزين الجينوم البشري بالكامل على “بلورة ذاكرة خماسية الأبعاد”. يأمل العلماء في استخدام هذه التكنولوجيا المتقدمة في المستقبل كنموذج لإعادة البشرية أو أنواع معينة من النباتات والحيوانات التي تواجه خطر الانقراض.

معلومات البلورة الذاكرية

تُعتبر هذه البلورة الذاكرية خماسية الأبعاد تقنية حفظ متطورة تتميز بقدرتها على تخزين ما يصل إلى 360 تيرابايت من المعلومات. ما يُعزز من فرص الحفاظ على الجينوم البشري والجينومات الحيوية الأخرى لمليارات السنين. هذه القدرة الهائلة تضمن أن تكون المعلومات الجينية محفوظة بشكل دائم، مما يمكن من إعادتها في أي وقت في المستقبل.

مقاومة الظروف القاسية

واحدة من أبرز الميزات التي تميز هذه البلورة الذاكرية هي قدرتها على تحمل الظروف القاسية. يمكن للشريحة أن تبقى سليمة تحت درجات حرارة عالية جدًا تصل إلى 1000 درجة مئوية، بالإضافة إلى قدرتها على الصمود في حالات التجميد والحرائق والإشعاع الكوني. هذه الميزات تجعلها أداة فعالة للغاية في حماية المعلومات الحيوية الحساسة من الأخطار البيئية والطبيعية.

أدلة بصرية

يتم تخزين البلورة في أرشيف ذاكرة البشرية – وهي كبسولة زمنية خاصة داخل كهف ملحي في هالستات، النمسا.

عند تصميم البلورة، فكر الفريق في ما إذا كانت البيانات المخزنة بداخلها يمكن استرجاعها بواسطة ذكاء (نوع أو آلة) يأتي بعدنا في المستقبل البعيد. في الواقع، قد يتم العثور عليها في المستقبل البعيد بحيث لا يوجد إطار مرجعي.

ويقول البروفيسور كازانسكي: “إن المفتاح البصري المنقوش على البلورة يمنح من يجدها معرفة البيانات المخزنة في الداخل وكيف يمكن استخدامها”.

فوق المستويات الكثيفة من البيانات الموجودة بالداخل، يُظهر المفتاح العناصر العالمية (الهيدروجين والأكسجين والكربون والنيتروجين)؛ والقواعد الأربع لجزيء الحمض النووي (الأدينين والسيتوزين والجوانين والثايمين) مع بنيتها الجزيئية؛ وموقعها في البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي؛ وكيف يتموضع الجينات في الكروموسوم، والذي يمكن بعد ذلك إدخاله إلى الخلية.

للحصول على مؤشر بصري للأنواع التي تنتمي إليها بلورة الذاكرة 5D، قام الفريق بتكريم لوحات مركبة الفضاء الرائدة التي أطلقتها وكالة ناسا في مسار يأخذها إلى ما هو أبعد من حدود النظام الشمسي.

ويضيف البروفيسور كازانسكي: “لا نعلم ما إذا كانت تقنية بلورات الذاكرة سوف تلاحق هذه اللويحات في المسافة التي تقطعها، ولكن من المتوقع بدرجة عالية من الثقة أن يتجاوز كل قرص وقت بقائه”.

الأهمية العلمية والبيئية

إن تخزين الجينوم البشري والجينومات الأخرى على هذه البلورة الذاكرية يمثل خطوة كبيرة نحو حماية التنوع البيولوجي والحفاظ على الحياة على الأرض. في عالم يواجه تحديات بيئية كبيرة مثل تغير المناخ وفقدان الموائل الطبيعية، تُعتبر هذه التكنولوجيا وسيلة قيمة لضمان بقاء الأنواع الحية المهددة بالانقراض.

التطبيقات المستقبلية

يمكن أن تُستخدم هذه البلورة الذاكرية في مجموعة واسعة من التطبيقات العلمية والبيئية. على سبيل المثال، يمكن استخدامها في برامج إعادة التوطين البيئي للأنواع المهددة بالانقراض، أو في حفظ الجينوم البشري للأجيال القادمة. كما يمكن أن تُستخدم في أبحاث الأمراض الجينية وتطوير العلاجات الجينية المتقدمة.

كيفية عمل البلورة الذاكرية

تعتمد البلورة الذاكرية خماسية الأبعاد على تقنية فريدة لحفظ المعلومات على شكل بلورات صغيرة. يتم استخدام تقنية خاصة لتشفير المعلومات وتخزينها على هذه البلورات، مما يمكن من حفظ كميات كبيرة من البيانات في مساحة صغيرة جدًا. هذه التقنية تجعل من الممكن تخزين الجينوم البشري والجينومات الأخرى بكل تفاصيلها الدقيقة.

ميزات البلورة الذاكرية

• السعة التخزينية: تتميز البلورة الذاكرية بخاصية التخزين العالي، حيث يمكنها تخزين ما يصل إلى 360 تيرابايت من المعلومات. هذه السعة الكبيرة تجعلها مناسبة لحفظ الجينومات الكبيرة مثل الجينوم البشري.
• المقاومة للظروف القاسية: البلورة الذاكرية قادرة على تحمل ظروف قاسية مثل الحرارة العالية والبرودة الشديدة والإشعاع الكوني. هذه المقاومة تجعلها أداة مثالية لحفظ المعلومات الحيوية في البيئات الصعبة.
• الاستقرار على المدى الطويل: يمكن للبلورة الذاكرية أن تحتفظ بالمعلومات لمدة مليارات السنين دون أن تفقد من دقتها أو سعتها. هذه الاستقرار يعزز من أهمية البلورة الذاكرية في الحفاظ على الجينومات لمدى طويل.

التطبيقات العلمية والبيئية

• حفظ الجينوم البشري: يمكن استخدام البلورة الذاكرية لحفظ الجينوم البشري بكل تفاصيله، مما يمكن من الحفاظ على التراث الجيني البشري للأجيال القادمة.
• حفظ الجينومات الحيوية: يمكن استخدام البلورة الذاكرية لحفظ الجينومات الحيوية للأنواع المهددة بالانقراض، مما يمكن من إعادة التوطين البيئي في المستقبل.
• أبحاث الأمراض الجينية: يمكن استخدام البلورة الذاكرية في أبحاث الأمراض الجينية، مما يمكن من تطوير علاجات جينية متقدمة.

التحديات والمستقبل

• التطوير والتجربة: يُعتبر تطوير وتجربة البلورة الذاكرية خماسية الأبعاد تحديًا كبيرًا. يتطلب الأمر مزيدًا من البحث العلمي والتجارب العملية لتحسين كفاءة البلورة الذاكرية.
• التطبيق الواسع: يُعتبر التطبيق الواسع للبلورة الذاكرية خماسية الأبعاد تحديًا آخر. يتطلب الأمر مزيدًا من التعاون بين العلماء والباحثين لتحقيق التطبيقات الواسعة لهذه التكنولوجيا.

الخاتمة

تعتبر تكنولوجيا تخزين الجينوم البشري على البلورة الذاكرية خماسية الأبعاد إنجازًا كبيرًا في مجال العلوم والتكنولوجيا. إنها تُشكل فرصة كبيرة لحماية التنوع البيولوجي وتأمين مستقبل الأنواع الحية على الأرض. مع استمرار التقدم في هذا المجال، يمكن أن نأمل في تحقيق مزيد من الاكتشافات التي تُعزز من قدرتنا على الحفاظ على الحياة والتنوع البيولوجي.