Tijdcapsules zijn een leuke en aloude manier om stukjes uit het verleden te bewaren. In de meeste gevallen bevatten ze foto's, herinneringen en andere items van persoonlijke waarde, dingen die toekomstige generaties een idee geven van hoe het leven in het verleden was. Maar wat als we de herinneringen en ervaringen van een hele soort duizenden jaren willen bewaren? Wat zouden we dan kiezen om weg te eekhoorns, en waar zou het worden geplaatst?
Dat is precies wat onderzoekers van het Molecular Information Systems Lab van de University of Washington (UW) en Microsoft in gedachten hadden toen ze hun #MemoriesInDNA-project aankondigden. Dit project nodigt mensen uit om foto's in te sturen die in DNA worden gecodeerd en millennia lang worden bewaard. En dankzij een nieuwe samenwerking met de Arch Mission Foundation wordt deze capsule in 2020 naar de maan gestuurd!
De projectleiders proberen 10.000 originele foto's en de volledige tekst van onder meer 20 belangrijke boeken in dit archief op te nemen, dat vervolgens wordt opgeslagen in synthetisch DNA en beschikbaar wordt gesteld aan onderzoekers over de hele wereld. Dit DNA wordt geleverd door Twist Bioscience, een in San Fransisco gevestigd bedrijf dat synthetisch DNA creëert voor commerciële partners om biotechnologisch onderzoek uit te voeren.
Deelnemers worden ook aangemoedigd om ze op sociale media te delen met de hashtag #MemoriesInDNA en een verhaal toe te voegen over waarom de foto belangrijk voor hen is. Zoals Luis Ceze, een professor aan de UW's Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering, zei over het project toen het voor het eerst werd aangekondigd:
"Het is jouw beurt om ons te laten zien wat voor altijd in het DNA moet worden bewaard. We willen dat mensen uitgaan en een foto maken van iets waarvan ze willen dat de wereld het zich herinnert - het is een leuke gelegenheid om een boodschap te sturen aan toekomstige generaties en ons onderzoek daarbij te helpen. "
Vergeleken met datacenters, die hectares land en veel elektriciteit nodig hebben om te blijven draaien, biedt DNA een manier om data op moleculaire schaal op te slaan. Dit maakt gegevensopslag mogelijk die een aantal grotere dichtheden heeft, miljoenen malen compacter is en veel langer meegaat dan conventionele methoden.
Het basisproces omvat het omzetten van strings van enen en nullen in digitale gegevens in de vier basisbouwstenen van DNA-sequenties - adenine, guanine, cytosine en thymine. De projectcollectie omvat nu meer dan 3.000 afbeeldingen, bestaande uit fysieke foto's, digitale foto's en pagina's die zijn opgeslagen als analoge microfiche op dunne vellen nikkel.
"Met DNA heeft Nature de informatieopslag op moleculaire schaal echt genageld," zei Ceze. “Ons doel bij MISL is om te onderzoeken hoe je er revolutionaire systemen omheen kunt bouwen. ‘Herinneringen in DNA’ geeft iedereen de kans om deel te nemen en een manier om dierbare herinneringen te bewaren. En nu voorbij de planeet Aarde! We zijn vereerd om deel uit te maken van dit ongelooflijke project. ”
Natuurlijk is er de kwestie hoe dit DNA-archief zal worden afgeschermd zodra het zich op de maan bevindt, waar het zich buiten het beschermende magnetische veld van de aarde zal bevinden. Het is bekend dat kosmische straling schadelijk is voor DNA, wat kan leiden tot een verhoogd risico op kanker bij astronauten. In het geval van het archief zouden kosmische straling de DNA-strengen kunnen breken, waardoor ze onleesbaar worden.
Om dit aan te pakken, hebben Ceze en zijn team gewerkt aan methoden om ervoor te zorgen dat alle informatie nog steeds kan worden gedecodeerd, zelfs als een deel van het DNA wordt afgebroken. De eerste methode, bekend als fysieke redundantie, omvat het toevoegen van meerdere kopieën (misschien zelfs miljarden) van elke DNA-streng aan het archief om rekening te houden met degradatie in de tijd.
De tweede methode, bekend als logische redundantie, is ontwikkeld met de hulp van Microsoft, Ceze en andere leden van UW's Paul G. Allen School of Computer Science. Bij deze methode wordt informatie over de gegevens in het DNA zelf gehecht. Op deze manier zullen de onderzoekers, zelfs als alle kopieën van een DNA-streng verloren gaan, nog steeds kunnen samenstellen wat verloren is gegaan.
Het project werd voor het eerst aangekondigd in januari 2018 en sindsdien zijn de University of Washington en Microsoft een samenwerking aangegaan met de Arch Mission Foundation. Deze in Texas gevestigde non-profitorganisatie is toegewijd aan het maken van archieven met behulp van verschillende middelen voor gegevensopslag die gedurende lange tijd kunnen overleven in de ruimte of op afgelegen locaties over de hele wereld (zoals grotten, onder water, ondergronds enz.).
"De missie van Microsoft is om elke persoon en elke organisatie ter wereld in staat te stellen meer te bereiken", zegt Karin Strauss, een senior onderzoeker bij Microsoft. “Samenwerken met de Arch Mission Foundation op de Lunar Library is een natuurlijk verlengstuk van die missie over de planetaire grenzen heen. Met deze samenwerking tonen we de waarde van menselijke kennis en de ongelooflijke dichtheid die wordt bereikt met het opslaan van digitale informatie in DNA. Dit werk met Arch blijft de grenzen verleggen van wat mogelijk is op steeds opwindendere manieren en opmerkelijke richtingen. "
Door gebruik te maken van de vooruitgang in gegevensopslag en de opkomst van de commerciële lucht- en ruimtevaartindustrie, is de Arch Mission Foundation toegewijd aan het continu behouden en verspreiden van de belangrijkste kennis van de mensheid. Door ze in de ruimte op te slaan, hoopt AMF dat hun archieven (bekend als Arch Libraries) de langst bestaande archieven van de menselijke beschaving ooit zullen zijn.
Eerder dit jaar kondigde de Stichting de oprichting aan van de Lunar Library, die tegen 2020 Wikipedia en andere archiefinformatie op de Maan zal plaatsen. Dit archief zal nu het #MemoriesInDNA-archief bevatten en zal de grootste hoeveelheid gegevens zijn die ooit in synthetisch DNA zijn geschreven . Zoals Nova Spivack, de mede-oprichter van de Arch Mission Foundation, zei in een recent persbericht van het bedrijf:
“We streven ernaar om de grootste bibliotheek in DNA ooit te bouwen - en die zal in de toekomst steeds groter worden naarmate onze capaciteit toeneemt naar petabyte. We zijn er trots op dat deze toevoeging aan de Lunar Library - onze eerste speciale collectie - voortbouwt op onze missie om gegevens te bewaren door zowel klassieke werken als kostbare herinneringen te beschermen. Deze gegevens zijn een opwindend begin van onze Lunar Library Special Collections en een waardevolle voortzetting van Arch's missie om nieuwe grenzen te verleggen op het gebied van gegevensbehoud. "
In het geval dat degenen die de bibliotheek vinden niet over de nodige technologie beschikken om er toegang toe te krijgen, zal de Arch Mission instructies bevatten over hoe DNA te sequencen en de daarin vervatte informatie te verkrijgen. Met deze nieuwe samenwerking werkt het UW-team hard om al hun verpakkings- en opslagplannen af te ronden en de deadline van 2020 te halen.
Zoals Karin Strauss, een senior onderzoeker bij Microsoft en een aan UW gelieerde universitair hoofddocent computerwetenschappen en engineering, zei:
"We zijn er trots op dat deze samenwerking met Arch de grenzen van wat mogelijk is op steeds opwindendere manieren en opmerkelijke richtingen blijft verleggen. Dit is een ongelooflijk opwindend project en we hebben een geweldig multidisciplinair team dat eraan werkt: codetheoretici, computerarchitecten, ingenieurs en moleculair biologen, die allemaal samenkomen om deze nieuwe technologie te realiseren. ”
Interessant genoeg is de Lunar Library niet het eerste archief dat in de ruimte wordt gelanceerd. In februari werkte de Arch Mission Foundation samen met SpaceX om de Solar Library te lanceren, een datakristal met Isaac Asimov's Foundation Trilogy die miljarden jaren om de zon zal draaien. In de toekomst hopen ze Arch-bibliotheken naar Low-Earth Orbit en verschillende locaties over de hele wereld te sturen, en vervolgens naar Mars en door het hele zonnestelsel.
Wie weet? Op een dag kan de mensheid een soort met meerdere planeten worden en talloze tijdcapsules ontdekken die getuigen van hoe het leven in de 21e eeuw was. Of misschien zijn onze DNA-archieven als de Voyager Golden Record en vinden ze uiteindelijk hun weg in de handen van een buitenaardse intelligentie. Hoe dan ook, die toekomstige generaties die deze archieven hopelijk blootleggen, zullen zeker geïntrigeerd zijn door wat ze vinden!
Ga voor meer informatie over het #MemoriesInDNA-project naar de projectwebsite of e-mail [email protected].
