Znanstvenici Sveučilišta Southampton pohranili su cijeli ljudski genom na 5D memorijski kristal, revolucionarni format za pohranu podataka koji može preživjeti milijardama godina. Istraživači se nadaju da bi kristal mogao pružiti nacrt prema kojem bi se čovječanstvo eventualno moglo obnoviti nakon izumiranja tisućama, milijunima ili čak milijardama godina u budućnosti. Njegova primjena mogla bi dakako biti i puno prizemnija: tehnologija bi se, kažu, mogla iskoristiti za stvaranje trajnog zapisa genoma ugroženih biljnih i životinjskih vrsta kojima prijeti izumiranje.

Vječni kristali

Za razliku od drugih formata za pohranu podataka koji degradiraju s vremenom, 5D memorijski kristal razvijen u laboratoriju Istraživačkog centra za optoelektroniku (ORC) Sveučilišta Southampton može pohraniti do 360 terabajta informacija i čuvati ih milijardama godina bez gubitka, čak i pri visokim temperaturama. Ovaj kristal još uvijek drži Guinnessov rekord iz 2014. kao najtrajniji materijal za pohranu podataka.

Dvije godine poslije istraživači su na kristal prepisali i kopije poznatih povijesnih dokumenata, kao što su Magna Carta, Opća deklaracija o ljudskim pravima i Biblija kralja Jamesa. 

Dimenzije i koordinate

Kristal je ekvivalent topljenom kvarcu, jednom od kemijski i toplinski najizdržljivijih materijala na Zemlji. Može izdržati visoke i niske ekstreme smrzavanja, vatre i temperature do 1000 °C. Kristal također može izdržati izravnu udarnu silu do 10 tona po cm² i ostaje nepromijenjen dugom izloženošću kozmičkom zračenju.

Istraživači iz Southamptona koriste ultrabrze lasere za precizno upisivanje podataka u nanostrukturne šupljine orijentirane unutar silicijevog dioksida. Za razliku od označavanja samo na površini 2D komada papira ili magnetske vrpce, ova metoda kodiranja koristi dvije optičke dimenzije i tri prostorne koordinate za pisanje po cijelom materijalu; otuda i "5D" u svom nazivu.

Obnavljanje vrsta

Dugovječnost kristala znači da će nadživjeti ljude i druge vrste. Trenutačno nije moguće sintetski stvoriti ljude, biljke i životinje koristeći se samo genetskim informacijama, no posljednjih je godina došlo do velikog napretka u sintetskoj biologiji, osobito stvaranjem sintetičke bakterije.  

"Znamo da se genetski materijal jednostavnih organizama može sintetizirati i upotrijebiti u postojećoj stanici za stvaranje održivog živog uzorka u laboratoriju", kažu istraživači. "5D memorijski kristal otvara mogućnost izrade vječnog skladišta genomskih informacija iz kojih bi se mogli obnoviti složeni organizmi poput biljaka i životinja, ako nam to dopusti razvoj znanosti."

Kako bi testirali koncept, istraživači su izradili 5D memorijski kristal koji sadrži cijeli ljudski genom. Za približno tri milijarde slova u genomu, svako je slovo sekvencirano 150 puta kako bi se osiguralo da je na tom mjestu. Rad na dubinskom sekvenciranju obavljen je u suradnji s tvrtkom Helixwork Technologies.

Vizualni tragovi

Kristal je pohranjen u arhivu Memory of Mankind, vremenskoj kapsuli unutar slane špilje u austrijskom Hallstattu, a vizualni ključ upisan na kristal daje nalazniku saznanje o tome koji su podaci pohranjeni unutra i kako bi se mogli koristiti, objašnjavaju njegovi tvorci. 

Ključ prikazuje univerzalne elemente: vodik, kisik, ugljik i dušik; četiri baze molekule DNK: adenin, citozin, gvanin i timin s njihovom molekularnom strukturom; njihov smještaj u strukturi dvostruke spirale DNK; i kako se geni postavljaju u kromosom koji se potom može umetnuti u stanicu. Izgledom samog 5D memorijskog kristala istraživači su odali počast pločama svemirskih letjelica Pioneer koje je NASA lansirala na putu da ih odnese izvan granica Sunčevog sustava.