'Kaset DNA' baru dapat menyimpan data hingga 1,5 juta kali lebih banyak dibandingkan ponsel cerdas — dan data tersebut dapat bertahan 20.000 tahun jika dibekukan.
Kehabisan ruang di ponsel Anda? Jangan tingkatkan langganan penyimpanan cloud Anda dulu. Ilmuwan di Cina telah menemukan bahwa gambar, file teks, dan data digital lainnya dapat disimpan dalam untaian DNA yang menyatu dalam strip plastik sepanjang 330 kaki (100 meter) yang mampu menampung setara dengan 3 miliar lagu.
Ini jauh berbeda dari perangkat yang dibuat Microsoft pada tahun 2016, yang berhasil memasukkan 200 megabita data ke dalam setetes DNA. “jauh lebih kecil dari ujung pensil.”
DNA adalah molekul heliks ganda panjang yang terbuat dari rangkaian unik empat basa kimia – adenin (A), sitosin (C), guanin (G), dan timin (T) – yang bersama-sama mengkode informasi genetik suatu organisme. Demikian pula, setiap file digital pada akhirnya merupakan kombinasi angka 1 dan 0 yang dapat ditafsirkan oleh komputer sebagai PDF, JPEG, atau jenis file lainnya.
Jika setiap basa mewakili pola tertentu 0 dan 1, maka sepotong DNA buatan dapat dikodekan untuk memuat kode biner untuk file digital. Jenis molekul ini tidak berasal dari organisme hidup, tetapi dirakit di laboratorium dengan menghubungkan blok-blok penyusun nukleotida yang telah diproduksi sebelumnya bersama-sama dalam urutan yang diinginkan.
Inilah yang dilakukan para ilmuwan sebelum mencetak DNA yang dikodekan pada selotip panjang. Suatu larutan yang mengandung untaian dilewatkan pada strip sehingga teradsorpsi pada permukaan polimer.
“DNA berpotensi menjadi media penyimpanan informasi generasi berikutnya karena kepadatan penyimpanannya yang tinggi,” tulis para penulis dalam penelitian tersebut. “Konfigurasi pita DNA yang digulung secara efisien memaksimalkan pemanfaatan spasial material, memungkinkan portabilitas dan memperluas jumlah area yang tersedia dan kapasitas penyimpanan dengan meningkatkan panjangnya.”
Setiap bagian dari rekaman itu dicetak dengan kode batang yang menunjukkan file mana yang disimpan di sana. Sebuah kamera pada mesin yang mirip pemutar kaset kemudian memindai kaset tersebut saat bergerak di antara dua rolnya, menemukan file dan mencelupkan titik tersebut ke dalam larutan dasar yang melepaskan DNA. DNA kemudian dapat diurutkan, dan urutan basa tersebut dapat diterjemahkan ke dalam kode file.
Penyimpanan data selama ratusan — bahkan ribuan — tahun
Para peneliti berharap rekaman DNA mereka dapat memberikan solusi terhadap masalah ini penyebaran data digitalyang telah diperburuk secara besar-besaran oleh generatif kecerdasan buatan (AI) booming. Mereka memperkirakan bahwa sebuah benda sepanjang 0,6 mil (1 kilometer) dapat menampung hingga 362.000 terabyte data – setara dengan sekitar 60 miliar foto. Sebagai referensi, laptop sering kali dikirimkan dengan penyimpanan antara 0,5 dan 2TB, sedangkan ponsel cerdas biasanya memiliki minimal 128GB atau 256GB.
Di luar kapasitas penyimpanan yang tinggi, data yang dienkapsulasi oleh pita DNA dapat disimpan untuk waktu yang lama, kata tim tersebut. Itu karena untaian DNA disimpan di dalam kerangka logam organik (MOFs) – sangkar skala molekuler yang terbuat dari ion seng – yang memberikan lapisan perlindungan.
DNA diketahui mempertahankan bentuknya selama berabad-abaddan para peneliti menemukan bahwa rekaman mereka dapat menyimpan data selama lebih dari 345 tahun pada suhu kamar, atau sekitar 20.000 tahun pada suhu 32 derajat Fahrenheit (0 derajat Celsius). Bahkan jika terjadi kerusakan, pita DNA dapat diperbaiki menggunakan pita perekat transparan, kata mereka dalam penelitian tersebut.
Selain mengidentifikasi dan mengekstraksi untaian DNA yang sesuai dengan file tertentu, pembaca dapat merangkum untaian DNA baru dalam MOF dan menyimpannya ke dalam pita. Ia juga dapat mendeteksi secara mandiri ketika untai DNA berada di bagian kode batang yang salah dan memindahkannya ke bagian yang benar.
Sedangkan penyimpanan data DNA telah dieksplorasi secara luas selama bertahun-tahunini adalah salah satu solusi pertama yang menunjukkan perilaku “sistem file” yang elegan, artinya file dapat diambil, diubah, atau dihapus. Ia juga bekerja secara robotik, tidak memerlukan kombinasi langkah manual dan instrumen, dan dapat menangani data “hangat” (diakses berulang kali) serta data “dingin” (jarang diakses).
Namun, tantangan masih tetap ada. Sintesis DNA yang sebenarnya masih mahal dan memakan waktu, serta memerlukan peralatan yang besar. Ditambah lagi, proses memulihkan satu file dari rekaman itu memakan waktu sekitar 25 menit. Oleh karena itu, dalam kondisi saat ini, pemutar kaset DNA tidak menawarkan metode yang layak untuk mengarsipkan data digital kita.
Meskipun demikian, para ilmuwan berharap penelitian mereka dapat menghasilkan teknologi yang dapat menyimpan data hangat dan dingin dalam jumlah besar dalam bentuk yang ringkas, sehingga mengurangi ketergantungan pada pusat data yang sangat besar sedang digunakan saat ini.
