डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड या जिसे DNA के नाम से जाना जाता है, वह अणु जो जीवों का आनुवंशिक डेटा संग्रहीत करता है। इसमें हमारा अद्वितीय आनुवंशिक कोड होता है। लेकिन आप एक तकनीकी वेबसाइट पर जीव विज्ञान के विषय के बारे में क्यों पढ़ रहे हैं, आप सोच सकते हैं? सही? खैर, क्या होगा अगर मैंने आपसे कहा कि जल्द ही, जीव विज्ञान और प्रौद्योगिकी एक-दूसरे से दूर नहीं रहेंगे। एक तथ्य के रूप में वे पहले से ही हैं, हमारे पास बायोटेक्नोलॉजी, जेनेटिक्स, माइक्रोबायोलॉजी, आदि हैं। आज तक, जीव विज्ञान को बेहतर तरीके से समझने के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग किया गया है, लेकिन आने वाले युग में, जीव विज्ञान प्रौद्योगिकी को जीवित रहने में मदद करेगा। हां, आपने सही पढ़ा।
हम, मनुष्य उपकरणों का संचालन करते हैं और ढेर सारा डेटा उत्पन्न करते हैं। डेटा रिकॉर्ड करना और संग्रहीत करना कुछ ऐसा है जो हमने तब से किया है जब मनुष्यों ने लिखना शुरू किया। जर्नल्स, खाते, संदर्भ, उद्धरण, कहानियां और क्या नहीं रिकॉर्ड करना। हमने कुछ खोजा या आविष्कार किया, और हमने उसके बारे में लिखा। इस सभी डेटा की क्यूरेशन के कारण, हम मनुष्य दूसरों की गलतियों, उपलब्धियों और अनुभवों से सीखने में सक्षम थे, और आज हम जो हैं और जहां हैं, वहां तक आगे बढ़ने और विकसित होने में सक्षम थे।
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डेटा संग्रहीत करना, ढेर सारा डेटा
Google. हम सभी Google का उपयोग त्वरित खोज के लिए करते हैं जो भी हम ढूंढ रहे हैं। लेकिन क्या आप जानते हैं कि किए गए प्रत्येक शोध के लिए, उत्पन्न डेटा संग्रहीत होता है? Google का उपयोग प्रति सेकंड लगभग 40,000 खोजों के लिए किया जाता है जो प्रति दिन 3.5 बिलियन से अधिक खोजें होंगी और एक वर्ष में लगभग 1.2 ट्रिलियन खोजें और ये संख्या बढ़ रही है। 20 प्रतिशत क्वेरीज नई हैं और फिर कभी नहीं पूछी जाएंगी। प्रत्येक Google खोज डेटा पुनः प्राप्त करने के लिए 1000 से अधिक कंप्यूटर सिस्टम का उपयोग करती है और उस डेटा को औसतन कम से कम 1500 मील डेटा सेंटर से आगे-पीछे यात्रा करनी पड़ती है इससे पहले कि वह आप तक पहुंच सके। तो प्रत्येक सेकंड में, प्रत्येक उपयोगकर्ता द्वारा लगभग 1.7 MB डेटा बनाया जाता है। अब इसे कई उपयोगकर्ताओं, खोज क्वेरीज और एक दिन में सभी सेकंड से गुणा करें। दिमाग चकरा देने वाला, है ना? मुझे पता है कि यह है।
तो समस्या क्या है? हमें जगह चाहिए। इस सभी डेटा को संग्रहीत करने के लिए बहुत सारी जगह। और सिर्फ जगह ही नहीं, हमें इस डेटा को संग्रहीत और रखरखाव करने के लिए संसाधनों की भी आवश्यकता है। हमारे पास विद्युतचुंबकीय उपकरण हैं जो भंडारण के लिए हमारा सबसे अच्छा विकल्प हैं, लेकिन उनकी अपनी सीमाएं हैं, और अगर हम जल्द ही कार्य नहीं करते हैं, तो हम डेटा को बनाए रखने के लिए संसाधनों और भंडारण से बाहर हो जाएंगे।
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क्या किया जा सकता है?
जैसा कि मैंने पहले उल्लेख किया था, कि जल्द ही एक समय आएगा जब जीव विज्ञान को प्रौद्योगिकी को बचाने के लिए कूदना होगा। खैर, यह पहले से ही प्रक्रिया में है। वैज्ञानिक, शोधकर्ता और Google, Microsoft, Facebook जैसी दिग्गज टेक कंपनियां DNA Digital Data Storage नामक किसी चीज में निवेश कर रही हैं। सरल शब्दों में, यह हमें बड़ी मात्रा में डेटा संग्रहीत करने की अनुमति देगा जिसे हम विद्युतचुंबकीय ड्राइव पर संग्रहीत कर रहे थे, DNA के स्ट्रैंड्स पर। हमारे DNA में न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं जो A, T, C और G की लंबी श्रृंखलाएं हैं। इनका उपयोग हमारे डेटा को संग्रहीत करने के लिए किया जाएगा। स्वाभाविक रूप से, हमारे शरीर और जीव विज्ञान की जानकारी DNA की इन श्रृंखलाओं में संग्रहीत होती है, वैज्ञानिक भंडारण के साथ मदद करने के लिए कुशल प्रौद्योगिकी विकसित करने पर कड़ी मेहनत कर रहे हैं।
क्या आप गंभीर हैं?
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बिल्कुल. पारंपरिक उपकरणों पर डेटा संग्रहीत करना काफी नाजुक है। यह समय के साथ खो जाता है, और हम लंबे समय तक इस पर भरोसा नहीं कर सकते। लेकिन DNA डेटा स्टोरेज के साथ ऐसा नहीं है। हाल ही में एक घोड़े का जीवाश्म मिला, जो 500,000 साल पुराना था और वर्तमान तकनीक के साथ भी, हम सफलतापूर्वक इसका जीनोम अनुक्रमण करने में सक्षम थे। तो यह हमें बताता है कि DNA में डेटा वास्तव में लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। और यह केवल स्थिरता नहीं है जिसके लिए DNA स्टोरेज को शोधकर्ताओं द्वारा पसंद किया जा रहा है बल्कि शो का मुख्य आकर्षण स्टोरेज क्षमता है।
E.Coli जैसे एक साधारण बैक्टीरिया का उपयोग प्रति घन सेंटीमीटर 1019 बिट्स डेटा संग्रहीत करने के लिए किया जा सकता है। हार्वर्ड विश्वविद्यालय में किए गए घनत्व अनुसंधान से पता चला कि ऐसी भंडारण घनत्व से गुजरकर, एक वर्ष में उत्पन्न सभी डेटा को 1 मीटर किनारे वाले DNA से बने एकल घनाकार संरचना में आसानी से संग्रहीत किया जा सकता है। यह अविश्वसनीय भंडारण और आने वाले हजारों वर्षों तक डेटा को बनाए रखने की इसकी क्षमता इसे शोध के लिए एक गर्म विषय बनाती है। वर्तमान में उपयोग की जा रही तकनीक हार्वर्ड में CRISPR DNA-एडिटिंग तकनीक के नाम से है। 2017 में वापस, मानव हाथों की कुछ छवियों को E.Coli में संग्रहीत किया गया था और 90 प्रतिशत तक सटीक रूप से पुनर्प्राप्त करने योग्य थीं। बहुत सारी बड़ी टेक फर्म इस तकनीक को जल्द से जल्द विकसित करने में बहुत पैसा निवेश कर रही हैं। बहुत सारी सफलताएं मिली हैं, लेकिन इसे लागत-प्रभावी बनाने की लड़ाई अभी भी लड़ी जा रही है। उम्मीद है, हम इसे जल्द ही बना लेंगे।
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