TEDxVienna
Dina Zielinski: How we can store digital data in DNA
دینا زِیلِنسکی: چگونه می توانیم داده‌های دیجیتالی را در دی.ان.ای ذخیره کنیم؟
Filmed:
Readability: 4.4
1,777,866 views
از دیسک‌های فلاپی گرفته تا فلش مموری‌ها، هرکدام از روش‌های ذخیره داده درنهایت منسوخ می‌شوند. چه می‌شود اگر راهی برای ذخیره همیشگی داده‌های جهان بیابیم؟ خانم دینا زیلِنسکی، یک بیوانفورماتیک، درباره علمی که چند میلیارد سال پشت این راه حل بوده است را به اشتراک می‌گذارد: دی. ان. ای.
Dina Zielinski - Bench scientist, bioinformatician
Dina Zielinski brings biological data to life, from decoding mutations in cancer to encoding data in DNA. Full bio
Dina Zielinski brings biological data to life, from decoding mutations in cancer to encoding data in DNA. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I could fit all movies ever made
inside of this tube.
inside of this tube.
0
652
5196
من می‌توانم تمام فیلم‌هایی که تا به حال
ساخته شده را در این تیوب بگنجانم.
ساخته شده را در این تیوب بگنجانم.
00:17
If you can't see it,
that's kind of the point.
that's kind of the point.
1
5872
2253
اگر شما قادر به دیدن آن نیستید،
نکته همین است!
نکته همین است!
00:20
(Laughter)
2
8149
1016
(خنده حضار)
00:21
Before we understand how this is possible,
3
9189
3243
قبل از اینکه بفهمیم
چنین چیزی چطور ممکن است،
چنین چیزی چطور ممکن است،
00:24
it's important to understand
the value of this feat.
the value of this feat.
4
12456
3746
درک ارزش این شاهکار اهمیت دارد.
00:29
All of our thoughts
and actions these days,
and actions these days,
5
17075
2266
این روزها تمام اعمال و افکار ما،
00:31
through photos and videos --
6
19365
1986
از طریق عکس‌ها و ویدئوها--
00:33
even our fitness activities --
7
21375
1879
حتی فعالیت‌های تناسب انداممان--
00:35
are stored as digital data.
8
23278
2133
به‌عنوان داده‌های دیجیتالی ذخیره می‌شوند.
00:38
Aside from running out of space
9
26109
1517
به‌جز تمام شدن
00:39
on our phones,
10
27650
1151
حافظه تلفن‌هایمان،
00:40
we rarely think about
our digital footprint.
our digital footprint.
11
28825
2314
ما به‌ندرت درباره آثار دیجیتالی خود
فکر می‌کنیم
فکر می‌کنیم
00:43
But humanity has collectively
generated more data
generated more data
12
31536
3528
اما جامعه انسانی داده‌های بیشتری را
00:47
in the last few years
13
35088
1873
در چند سال اخیر
00:48
than all of preceding human history.
14
36985
2530
نسبت به تمام تاریخ بشری تولید کرده است.
00:51
Big data has become a big problem.
15
39902
2898
داده‌های بزرگ به معضل بزرگی تبدیل شده است.
00:55
Digital storage is really expensive,
16
43229
2817
ذخیره‌سازی دیجیتالی واقعاً گران‌قیمت است،
00:58
and none of these devices that we have
really stand the test of time.
really stand the test of time.
17
46070
3723
و هیچ‌کدام از این دستگاه‌هایی که داریم
آن‌چنان قادر به تحمل آزمون زمان نیستند.
آن‌چنان قادر به تحمل آزمون زمان نیستند.
01:03
There's this nonprofit website
called the Internet Archive.
called the Internet Archive.
18
51256
3750
وب‌سایت عام‌المنفعه‌ی "Internet Archive"
را در نظر بگیرید.
را در نظر بگیرید.
01:07
In addition to free books and movies,
19
55030
2645
که علاوه بر کتاب‌ها و فیلم‌ها،
01:09
you can access web pages
as far back as 1996.
as far back as 1996.
20
57699
4364
امکان دسترسی به صفحات وبی که
در سال ۱۹۹۶ نوشته‌شده‌اند را فراهم می‌کند.
در سال ۱۹۹۶ نوشته‌شده‌اند را فراهم می‌کند.
01:14
Now, this is very tempting,
21
62087
1684
حالا، این خیلی وسوسه‌انگیز است،
01:15
but I decided to go back and look at
the TED website's very humble beginnings.
the TED website's very humble beginnings.
22
63795
5989
اما تصمیم گرفتم به عقب برگردم و
شروع فروتنانه وب‌سایت TED را ببینم.
شروع فروتنانه وب‌سایت TED را ببینم.
01:21
As you can see, it's changed
quite a bit in the last 30 years.
quite a bit in the last 30 years.
23
69808
3912
همان‌طور که ملاحظه می‌کنید،
در ۳۰ سال گذشته تغییرات اندکی داشته است.
در ۳۰ سال گذشته تغییرات اندکی داشته است.
01:26
So this led me to the first-ever TED,
24
74720
2824
و این کار، من را
به اولین سخنرانی TED،
به اولین سخنرانی TED،
01:29
back in 1984,
25
77568
2180
در ۱۹۸۴ هدایت کرد
01:31
and it just so happened
to be a Sony executive
to be a Sony executive
26
79772
2525
و تصادفاً یکی از مجریان شرکت سونی
01:34
explaining how a compact disk works.
27
82321
3058
در حال توضیح دادن
نحوه عملکرد یک دیسک فشرده بود.
نحوه عملکرد یک دیسک فشرده بود.
01:37
(Laughter)
28
85403
1079
(خنده حضار)
01:38
Now, it's really incredible
to be able to go back in time
to be able to go back in time
29
86506
4264
توانایی عقب رفتن در زمان
01:42
and access this moment.
30
90794
2286
و دستیابی به این لحظه
بسیار فوق‌العاده است.
بسیار فوق‌العاده است.
01:45
It's also really fascinating
that after 30 years, after that first TED,
that after 30 years, after that first TED,
31
93548
5363
همچنین واقعاً شگفت‌آور است که
پس از ۳۰ سال، بعد از اولین سخنرانی TED،
پس از ۳۰ سال، بعد از اولین سخنرانی TED،
01:50
we're still talking about digital storage.
32
98935
2779
ما هنوز هم درباره
ذخیره‌سازی دیجیتالی بحث می‌کنیم.
ذخیره‌سازی دیجیتالی بحث می‌کنیم.
01:54
Now, if we look back another 30 years,
33
102827
2787
حال، اگر به یکی دیگر از وقایع
۳۰ سال قبل نگاهی بیندازیم،
۳۰ سال قبل نگاهی بیندازیم،
01:57
IBM released the first-ever hard drive
34
105638
3185
شرکت IBM اولین سخت‌افزار جهان
02:00
back in 1956.
35
108847
2127
در سال ۱۹۵۶ را مطرح کرد.
02:02
Here it is being loaded for shipping
in front of a small audience.
in front of a small audience.
36
110998
4197
در اینجا دستگاه در مقابل تعدادی تماشاچی
در حال بارگیری برای انتقال است.
در حال بارگیری برای انتقال است.
02:07
It held the equivalent of one MP3 song
37
115569
3110
این دستگاه توانایی نگه‌داری
معادل یک آهنگ MP3،
معادل یک آهنگ MP3،
02:11
and weighed over one ton.
38
119354
2004
و بیش از یک تن وزن داشت.
02:14
At 10,000 dollars a megabyte,
39
122100
2651
و قیمتش به ازای هر مگابایت
۱۰۰۰۰ دلار بود،
۱۰۰۰۰ دلار بود،
02:16
I don't think anyone in this room
would be interested in buying this thing,
would be interested in buying this thing,
40
124775
3587
گمان نمی‌کنم کسی از افراد این سالن
علاقه‌ای به خرید این دستگاه داشته باشد،
علاقه‌ای به خرید این دستگاه داشته باشد،
02:20
except maybe as a collector's item.
41
128386
1760
مگر اینکه یک مجموعه‌دار باشد.
02:22
But it's the best we could do at the time.
42
130817
2988
اما این بهترین کاری بوده که
در آن زمان قابل انجام بوده است.
در آن زمان قابل انجام بوده است.
02:26
We've come such a long way
in data storage.
in data storage.
43
134832
3116
ما در ذخیره‌سازی داده
راه درازی را طی کرده‌ایم.
راه درازی را طی کرده‌ایم.
02:29
Devices have evolved dramatically.
44
137972
2898
دستگاه‌ها به‌طور چشمگیری پیشرفت کرده‌اند.
02:32
But all media eventually wear out
or become obsolete.
or become obsolete.
45
140894
4024
اما تمام رسانه‌ها درنهایت از بین می‌روند
یا منسوخ می‌شوند.
یا منسوخ می‌شوند.
02:37
If someone handed you a floppy drive today
to back up your presentation,
to back up your presentation,
46
145401
4417
اگر امروز کسی برای تهیه نسخه پشتیبان
به شما یک درایو فلاپی بدهد،
به شما یک درایو فلاپی بدهد،
02:41
you'd probably look at them
kind of strange, maybe laugh,
kind of strange, maybe laugh,
47
149842
2940
احتمالاً به آن‌ها عجیب‌وغریب نگاه کنید،
شاید بخندید،
شاید بخندید،
02:44
but you'd have no way
to use the damn thing.
to use the damn thing.
48
152806
2415
اما چاره‌ای جز
استفاده از این شیء لعنتی ندارید.
استفاده از این شیء لعنتی ندارید.
این دستگاه‌ها دیگر نمی‌توانند
نیازهای ذخیره‌سازی ما را برآورده کنند،
نیازهای ذخیره‌سازی ما را برآورده کنند،
02:47
These devices can no longer meet
our storage needs,
our storage needs,
49
155854
3141
02:51
although some of them can be repurposed.
50
159019
2702
هرچند برخی از آن‌ها می‌توانند
با اهداف دیگری به کار گرفته شوند.
با اهداف دیگری به کار گرفته شوند.
02:54
All technology eventually dies or is lost,
51
162682
3109
تمام فناوری‌ها درنهایت
می‌میرند یا از بین می‌روند،
می‌میرند یا از بین می‌روند،
02:57
along with our data,
52
165815
1851
و به همراه اطلاعات،
02:59
all of our memories.
53
167690
1540
تمام خاطرات ما هم از بین می‌روند.
03:02
There's this illusion that
the storage problem has been solved,
the storage problem has been solved,
54
170210
4116
همچنان این توهم وجود دارد
که مشکل ذخیره‌سازی حل شده است،
که مشکل ذخیره‌سازی حل شده است،
03:06
but really, we all just externalize it.
55
174350
2493
اما درواقعیت، همه ما برای آن
وجود خارجی قائل می‌شویم.
وجود خارجی قائل می‌شویم.
03:08
We don't worry about storing
our emails and our photos.
our emails and our photos.
56
176867
3477
ما نگران ذخیره‌سازی
ایمیل‌ها و عکس‌هایمان نیستیم.
ایمیل‌ها و عکس‌هایمان نیستیم.
03:12
They're just in the cloud.
57
180368
1723
آن‌ها روی فضای ابری (Cloud) هستند.
03:15
But behind the scenes,
storage is problematic.
storage is problematic.
58
183231
2937
اما در پشت‌صحنه،
ذخیره‌سازی مشکل‌ساز شده است.
ذخیره‌سازی مشکل‌ساز شده است.
03:18
After all, the cloud is just
a lot of hard drives.
a lot of hard drives.
59
186192
3980
نهایتاً، فضای ابری (Cloud)
هم از تعدادی سخت‌افزار تولید شده است.
هم از تعدادی سخت‌افزار تولید شده است.
اکنون، می‌توانیم بحث کنیم که
بیشترین اطلاعات دیجیتال واقعاً مهم نیست.
بیشترین اطلاعات دیجیتال واقعاً مهم نیست.
03:23
Now, most digital data,
we could argue, is not really critical.
we could argue, is not really critical.
60
191156
4040
03:27
Surely, we could just delete it.
61
195220
2123
قطعاً می‌توانیم آن را حذف کنیم.
03:29
But how can we really know
what's important today?
what's important today?
62
197957
3535
اما چگونه می‌توانیم بفهمیم
امروز واقعاً چه چیزی اهمیت دارد؟
امروز واقعاً چه چیزی اهمیت دارد؟
03:34
We've learned so much about human history
63
202132
2536
ما در مورد تاریخ بشری
چیزهای زیادی یاد گرفته‌ایم
چیزهای زیادی یاد گرفته‌ایم
03:36
from drawings and writings in caves,
64
204692
2826
از نقش‌ها و نوشته‌های درون غارها،
03:39
from stone tablets.
65
207542
1614
و از لوح‌های سنگی.
03:41
We've deciphered languages
from the Rosetta Stone.
from the Rosetta Stone.
66
209180
3397
ما زبان‌های سنگ روزتا (Rosetta Stone) را
رمزگشایی کرده‌ایم.
رمزگشایی کرده‌ایم.
03:45
You know, we'll never really have
the whole story, though.
the whole story, though.
67
213841
3609
می‌دانید، با این وجود،
هرگز کل داستان را نخواهیم داشت.
هرگز کل داستان را نخواهیم داشت.
03:49
Our data is our story,
68
217474
1894
داده‌های ما، داستان ما است،
03:51
even more so today.
69
219392
1735
حتی امروز بیشتر از قبل.
03:53
We won't have our record
recorded on stone tablets.
recorded on stone tablets.
70
221508
3261
ما رکوردهایمان را بر روی
لوح‌های سنگی نخواهیم داشت.
لوح‌های سنگی نخواهیم داشت.
03:57
But we don't have to choose
what is important now.
what is important now.
71
225692
2698
اما مجبور نیستیم انتخاب کنیم
در حال حاضر چه چیزی مهم است.
در حال حاضر چه چیزی مهم است.
برای ذخیره‌سازی همه این‌ها
راهی وجود دارد.
راهی وجود دارد.
04:00
There's a way to store it all.
72
228847
1893
04:03
It turns out that there's
a solution that's been around
a solution that's been around
73
231519
2598
به نظر می‌رسد که از چند میلیارد سال قبل
04:06
for a few billion years,
74
234141
2443
راه‌حلی برای این موضوع وجود داشته است،
04:08
and it's actually in this tube.
75
236608
1840
که الآن در این تیوب است.
04:12
DNA is nature's oldest storage device.
76
240044
3722
دی.ان. ای قدیمی‌ترین ابزار
ذخیره‌سازی طبیعت است.
ذخیره‌سازی طبیعت است.
04:15
After all, it contains
all the information necessary
all the information necessary
77
243790
3371
که حاوی تمام اطلاعات لازم
04:19
to build and maintain a human being.
78
247185
2830
برای تولید و بقای یک انسان است.
04:22
But what makes DNA so great?
79
250583
2204
اما چه چیزی دی.ان.ای
را انقدر بزرگ می‌کند؟
را انقدر بزرگ می‌کند؟
04:25
Well, let's take our own genome
80
253493
1756
خب به‌عنوان‌مثال بیایید به ژن خودمان
04:27
as an example.
81
255273
1560
نگاهی بیندازیم.
04:28
If we were to print out
all three billion A's, T's, C's and G's
all three billion A's, T's, C's and G's
82
256857
4770
اگر لازم بود تمام سه میلیارد
حروف G،C،T، A ها را
حروف G،C،T، A ها را
04:33
on a standard font, standard format,
83
261651
3631
با فونت و فرمت استاندارد پرینت بگیریم،
04:37
and then we were
to stack all of those papers,
to stack all of those papers,
84
265306
2740
و سپس مجبور به
نگه‌داری از تمام آن کاغذها بودیم،
نگه‌داری از تمام آن کاغذها بودیم،
04:40
it would be about 130 meters high,
85
268070
2660
ارتفاعی معادل ۱۳۰ متر داشت،
04:42
somewhere between the Statue of Liberty
and the Washington Monument.
and the Washington Monument.
86
270754
3659
چیزی بین مجسمه آزادی و اثر تاریخی واشنگتن.
04:46
Now, if we converted
all those A's, T's, C's and G's
all those A's, T's, C's and G's
87
274437
2447
حال، اگر ما تمام این حروف G،C،T، A را
04:48
to digital data, to zeroes and ones,
88
276898
2556
به داده‌های دیجیتال
و ۰ و ۱ تبدیل کنیم
و ۰ و ۱ تبدیل کنیم
04:51
it would total a few gigs.
89
279478
1769
کلاً چند گیگ فضا اشغال می‌کند.
04:53
And that's in each cell of our body.
90
281786
2339
و در هریک از سلول‌های بدن ما وجود دارد.
04:56
We have more than 30 trillion cells.
91
284516
2838
هرکدام از ما بیش از ۳۰ هزار میلیارد
سلول داریم.
سلول داریم.
04:59
You get the idea:
92
287757
1500
پس ایده را فهمیدید:
05:01
DNA can store a ton of information
in a minuscule space.
in a minuscule space.
93
289281
4675
DNA توان ذخیره‌سازی حجم زیادی از اطلاعات
در فضایی بسیار محدود را دارد.
در فضایی بسیار محدود را دارد.
05:07
DNA is also very durable,
94
295620
1825
DNA همچنین بسیار بادوام است،
05:09
and it doesn't even require
electricity to store it.
electricity to store it.
95
297469
2834
و برای ذخیره‌سازی حتی
به الکتریسیته نیاز ندارد.
به الکتریسیته نیاز ندارد.
05:12
We know this because scientists
have recovered DNA from ancient humans
have recovered DNA from ancient humans
96
300327
4276
این را می‌دانیم چون دانشمندان دی.ان.ای
انسان‌های باستانی را به دست آورده‌اند
انسان‌های باستانی را به دست آورده‌اند
05:16
that lived hundreds
of thousands of years ago.
of thousands of years ago.
97
304627
2752
که صدها هزار سال قبل زندگی می‌کرده‌اند.
05:19
One of those is Ötzi the Iceman.
98
307739
2627
یکی از آن‌ها مرد یخی بنام Ötzi است.
05:22
Turns out, he's Austrian.
99
310390
1683
که به نظر می‌رسد اهل اتریش است.
05:24
(Laughter)
100
312097
1600
(خنده حضار)
05:25
He was found high, well-preserved,
101
313721
1630
وی در ارتفاعات حفاظت‌شده
05:27
in the mountains
between Italy and Austria,
between Italy and Austria,
102
315375
2814
کوهستان‌های بین ایتالیا
و اتریش کشف شده است.
و اتریش کشف شده است.
05:30
and it turns out that he has living
genetic relatives here in Austria today.
genetic relatives here in Austria today.
103
318213
3984
و به نظر می‌رسد که در اتریش امروزی
خویشاوندان ژنتیکی زنده دارد.
خویشاوندان ژنتیکی زنده دارد.
05:34
So one of you could be a cousin of Ötzi.
104
322221
2342
پس ممکن است یکی از شما عموزاده Ötzi باشد.
05:36
(Laughter)
105
324587
1055
(خنده حضار)
05:38
The point is that we have a better chance
of recovering information
of recovering information
106
326043
3853
نکته اینجاست که ما برای بازگردانی اطلاعات
شانس بهتری داریم
شانس بهتری داریم
05:41
from an ancient human
107
329920
1225
آن هم از انسان‌های باستانی
05:43
than we do from an old phone.
108
331169
2042
تا آنچه از یک تلفن قدیمی به دست بیاید.
05:45
It's also much less likely
that we'll lose the ability to read DNA
that we'll lose the ability to read DNA
109
333783
4645
همچنین احتمال از دست دادن
توانایی خواندن دی.ان.ای
توانایی خواندن دی.ان.ای
05:50
than any single man-made device.
110
338452
2434
نسبت به هرکدام از دستگاه‌های ساخته دست بشر
بسیار کمتر است
بسیار کمتر است
05:53
Every single new storage format
requires a new way to read it.
requires a new way to read it.
111
341567
4112
هرکدام از انواع حافظه نیازمند
روشی جدید برای بازخوانی اطلاعات است.
روشی جدید برای بازخوانی اطلاعات است.
05:57
We'll always be able to read DNA.
112
345703
2133
همیشه می‌توانیم اطلاعات
دی.ان.ای را بخوانیم.
دی.ان.ای را بخوانیم.
05:59
If we can no longer sequence,
we have bigger problems
we have bigger problems
113
347860
3068
اگر بیشتر از این توالی ایجاد نکنیم،
مشکلات بیشتری نسبت به نگرانی
مشکلات بیشتری نسبت به نگرانی
06:02
than worrying about data storage.
114
350952
2281
درباره ذخیره‌سازی داده‌ها
پیش رو خواهیم داشت.
پیش رو خواهیم داشت.
06:05
Storing data on DNA is not new.
115
353725
3071
ذخیره داده‌ها روی دی.ان.ای جدید نیست.
06:08
Nature's been doing it
for several billion years.
for several billion years.
116
356820
3099
طبیعت این کار را برای
چندین میلیارد سال انجام داده است.
چندین میلیارد سال انجام داده است.
06:11
In fact, every living thing
is a DNA storage device.
is a DNA storage device.
117
359943
3892
درواقع، هر موجود زنده
یک دستگاه ذخیره دی.ان.ای است.
یک دستگاه ذخیره دی.ان.ای است.
06:16
But how do we store data on DNA?
118
364397
2786
اما ما چطور می‌توانیم
داده‌ها را روی دی.ان.ای ذخیره کنیم؟
داده‌ها را روی دی.ان.ای ذخیره کنیم؟
06:19
This is Photo 51.
119
367725
1791
این شکل ۵۱ است.
06:21
It's the first-ever photo of DNA,
120
369540
2627
که اولین عکس از دی.ان.ای است،
06:24
taken about 60 years ago.
121
372191
2252
که حدوداً ۶۰ سال پیش ثبت شده است.
06:26
This is around the time that
that same hard drive was released by IBM.
that same hard drive was released by IBM.
122
374467
4382
که تقریباً مصادف با زمانی است که
اولین سخت‌افزار توسط IBM ارائه شد.
اولین سخت‌افزار توسط IBM ارائه شد.
06:31
So really, our understanding of digital
storage and of DNA have coevolved.
storage and of DNA have coevolved.
123
379246
5492
بنابراین، درک ما از ذخیره‌سازی دیجیتالی
و دی.ان.ای هم‌زمان باهم رشد کرده است.
و دی.ان.ای هم‌زمان باهم رشد کرده است.
06:37
We first learned to sequence, or read DNA,
124
385600
3316
ابتدا در مورد توالی، یا خواندن دی.ان.ای،
06:40
and very soon after, how to write it,
125
388940
2012
و خیلی زود درباره چطور نوشتن یا
06:42
or synthesize it.
126
390976
1559
سنتز آن‌ها یاد گرفتیم.
06:44
This is much like how we learn
a new language.
a new language.
127
392559
3564
این کار بسیار شبیه این است که
چطور یک زبان جدید یاد می‌گیریم.
چطور یک زبان جدید یاد می‌گیریم.
06:48
And now we have the ability
to read, write and copy DNA.
to read, write and copy DNA.
128
396812
4613
و حالا توانایی داریم که دی.ان.ای
را بخوانیم، بنویسیم و کپی کنیم.
را بخوانیم، بنویسیم و کپی کنیم.
06:53
We do it in the lab all the time.
129
401449
2080
همیشه در آزمایشگاه
این کار را انجام می‌دهیم.
این کار را انجام می‌دهیم.
06:56
So anything, really anything,
that can be stored as zeroes and ones
that can be stored as zeroes and ones
130
404283
3882
پس هر چیزی، واقعاً هر چیزی،
که بتواند بصورت۰ و ۱ ذخیره شود،
که بتواند بصورت۰ و ۱ ذخیره شود،
07:00
can be stored in DNA.
131
408189
1719
را می‌توان در دی.ان.ای ذخیره کرد.
07:02
To store something digitally,
like this photo,
like this photo,
132
410579
3195
برای اینکه چیزی مثل این عکس
را دیجیتالی ذخیره کنیم،
را دیجیتالی ذخیره کنیم،
07:05
we convert it to bits, or binary digits.
133
413798
3306
ما آن را به بیت‌ها یا
ارقام دوتایی (صفر و یک) تبدیل می‌کنیم.
ارقام دوتایی (صفر و یک) تبدیل می‌کنیم.
07:09
Each pixel in a black-and-white photo
is simply a zero or a one.
is simply a zero or a one.
134
417128
4211
هر پیکسل یک عکس سیاه‌وسفید
را می‌توان۰ و ۱1 در نظر گرفت.
را می‌توان۰ و ۱1 در نظر گرفت.
07:13
And we can write DNA much like an inkjet
printer can print letters on a page.
printer can print letters on a page.
135
421849
4824
مشابه چاپ حروف روی کاغذ توسط پرینتر جوهری،
می‌توانیم دی.ان.ای را بنویسیم.
می‌توانیم دی.ان.ای را بنویسیم.
07:18
We just have to convert our data,
all of those zeroes and ones,
all of those zeroes and ones,
136
426697
3824
فقط کافی است داده‌ها را،
تمام آن ۰ و ۱ها را،
تمام آن ۰ و ۱ها را،
07:22
to A's, T's, C's and G's,
137
430545
2138
به حروف G،C،T، A تبدیل کنیم.
07:24
and then we send this
to a synthesis company.
to a synthesis company.
138
432707
2258
و سپس آن را به یک شرکت سنتز ارسال کنیم.
07:26
So we write it, we can store it,
139
434989
1947
پس کد را می‌نویسیم و
می‌توانیم آن را ذخیره کنیم،
می‌توانیم آن را ذخیره کنیم،
07:28
and when we want to recover our data,
we just sequence it.
we just sequence it.
140
436960
3234
و وقتی بخواهیم داده‌ها را بازیابی
کنیم، کافی است به آن توالی بدهیم.
کنیم، کافی است به آن توالی بدهیم.
07:32
Now, the fun part of all of this
is deciding what files to include.
is deciding what files to include.
141
440218
4081
حالا، قسمت جالب ماجرا انتخاب این است که
چه فایل‌هایی را در نظر بگیریم.
چه فایل‌هایی را در نظر بگیریم.
07:36
We're serious scientists,
so we had to include a manuscript
so we had to include a manuscript
142
444323
3377
ما دانشمندانی جدی هستیم، پس لازم بود
که برای آیندگان خوب،
که برای آیندگان خوب،
07:39
for good posterity.
143
447724
1743
یک نسخه خطی را در نظر بگیریم.
07:41
We also included a $50 Amazon gift card --
144
449491
2833
ما همچنین یک کارت هدیه آمازون
۵۰ دلاری در نظر گرفتیم--
۵۰ دلاری در نظر گرفتیم--
07:44
don't get too excited, it's already
been spent, someone decoded it --
been spent, someone decoded it --
145
452348
3531
خیلی هیجان‌زده نشوید، چون تا الآن
خرج شده است، کسی آن را رمزگشایی کرد--
خرج شده است، کسی آن را رمزگشایی کرد--
07:47
as well as an operating system,
146
455903
2210
به همین ترتیب یک سیستم در حال کار،
07:50
one of the first movies ever made
147
458137
2371
یکی از اولین فیلم‌هایی که ساخته‌شده،
07:52
and a Pioneer plaque.
148
460532
1738
و یک لوح پایونیر هم در نظر گرفتیم.
07:54
Some of you might have seen this.
149
462294
1669
شاید بعضی از شما
این را دیده باشید.
این را دیده باشید.
07:55
It has a depiction of a typical --
apparently -- male and female,
apparently -- male and female,
150
463987
3456
این لوح تصاویری از
یک مرد و زن برهنه،
یک مرد و زن برهنه،
07:59
and our approximate location
in the Solar System,
in the Solar System,
151
467467
2562
و موقعیت تقریبی ما را
در منظومه شمسی نشان می‌دهد،
در منظومه شمسی نشان می‌دهد،
08:02
in case the Pioneer spacecraft
ever encounters extraterrestrials.
ever encounters extraterrestrials.
152
470053
4002
تا در صورت رسیدن به موجودات فرازمینی
پیامی تصویری از بشریت را به آن‌ها برسانند.
پیامی تصویری از بشریت را به آن‌ها برسانند.
08:06
So once we decided what sort of files
we want to encode,
we want to encode,
153
474861
2929
بعدازاینکه تصمیم گرفتیم
چه چیزهایی را می‌خواهیم کد نویسی کنیم،
چه چیزهایی را می‌خواهیم کد نویسی کنیم،
08:09
we package up the data,
154
477814
1468
داده‌ها را طبقه‌بندی کرده،
08:11
convert those zeroes and ones
to A's, T's, C's and G's,
to A's, T's, C's and G's,
155
479306
3654
و ۰ و ۱ ها را به حروف
G،C،T، A تبدیل می‌کنیم،
G،C،T، A تبدیل می‌کنیم،
08:14
and then we just send this file off
to a synthesis company.
to a synthesis company.
156
482984
3277
و سپس این فایل را
به شرکت سنتز ارسال می‌کنیم.
به شرکت سنتز ارسال می‌کنیم.
08:18
And this is what we got back.
157
486285
1770
و این چیزی است که به دست آوردیم.
08:20
Our files were in this tube.
158
488079
1919
فایل‌های ما در این تیوب قرار داشتند.
08:22
All we had to do was sequence it.
159
490022
2098
تنها کافی بود که به آن توالی بدهیم.
08:24
This all sounds pretty straightforward,
160
492525
2531
تمام این‌ها بسیار ساده به نظر می‌رسند،
08:27
but the difference between
a really cool, fun idea
a really cool, fun idea
161
495080
2978
اما تفاوت بین
یک ایده واقعاً جذاب و سرگرم‌کننده،
یک ایده واقعاً جذاب و سرگرم‌کننده،
08:30
and something we can actually use
162
498082
2155
و چیزی که واقعاً
بتوانیم از آن استفاده کنیم،
بتوانیم از آن استفاده کنیم،
08:32
is overcoming these practical challenges.
163
500261
2496
غلبه بر این چالش‌های حقیقی است.
08:35
Now, while DNA is more robust
than any man-made device,
than any man-made device,
164
503453
3972
حال، هرچند دی.ان.ای نسبت به
هر دستگاه ساخته دست بشر قدرتمندتر است،
هر دستگاه ساخته دست بشر قدرتمندتر است،
08:39
it's not perfect.
165
507449
1285
اما بی‌نقص نیست.
08:40
It does have some weaknesses.
166
508758
1950
البته که نقاط ضعفی دارد.
08:43
We recover our message
by sequencing the DNA,
by sequencing the DNA,
167
511364
3431
پس ما پیام خود را
با توالی یابی دی.ان.ای بازیابی می‌کنیم،
با توالی یابی دی.ان.ای بازیابی می‌کنیم،
08:46
and every time data is retrieved,
168
514819
2013
و تک‌تک داده‌های زمانی بازیابی می‌شوند،
08:48
we lose the DNA.
169
516856
1786
دی.ان.ای را از دست می‌دهیم.
08:50
That's just part
of the sequencing process.
of the sequencing process.
170
518666
2414
این جزئی از فرایند توالی یابی است.
08:53
We don't want to run out of data,
171
521104
1935
ما نمی‌خواهیم از داده‌ها بگذریم،
08:55
but luckily, there's a way to copy the DNA
172
523063
3096
اما خوشبختانه، برای کپی کردن دی.ان.ای
یک راه هست
یک راه هست
08:58
that's even cheaper and easier
than synthesizing it.
than synthesizing it.
173
526183
4585
که حتی ارزانتر و آسان‌تر
از سنتز کردن آن است.
از سنتز کردن آن است.
09:03
We actually tested a way to make
200 trillion copies of our files,
200 trillion copies of our files,
174
531275
4858
روشی را برای تهیه ۲۰۰ هزار میلیارد کپی
از فایلهایمان امتحان کرده‌ایم،
از فایلهایمان امتحان کرده‌ایم،
09:08
and we recovered
all the data without error.
all the data without error.
175
536157
2732
و تمام داده‌ها را
بدون خطا بازیابی کرده‌ایم.
بدون خطا بازیابی کرده‌ایم.
09:11
So sequencing also introduces
errors into our DNA,
errors into our DNA,
176
539556
3867
بنابراین، توالی دهی خطاهایی
را هم در دی.ان.ای ما ایجاد می‌کند،
را هم در دی.ان.ای ما ایجاد می‌کند،
09:15
into the A's, T's, C's and G's.
177
543447
2307
خطاهایی در G،C،T، A ها.
09:18
Nature has a way
to deal with this in our cells.
to deal with this in our cells.
178
546135
2978
طبیعت برای این مشکل
در سلول‌های ما راه‌حلی دارد.
در سلول‌های ما راه‌حلی دارد.
09:21
But our data is stored
in synthetic DNA in a tube,
in synthetic DNA in a tube,
179
549137
5890
اما داده‌های ما در دی.ان.ای سنتز شده
داخل تیوب ذخیره شده است،
داخل تیوب ذخیره شده است،
09:27
so we had to find our own way
to overcome this problem.
to overcome this problem.
180
555051
3252
پس ما برای غلبه این مسئله
مجبور بودیم راه‌حل خودمان را بیابیم.
مجبور بودیم راه‌حل خودمان را بیابیم.
09:30
We decided to use an algorithm
that was used to stream videos.
that was used to stream videos.
181
558724
4243
ما تصمیم گرفتیم از الگوریتمی که
برای پخش ویدئو استفاده می‌شود، بهره ببریم.
برای پخش ویدئو استفاده می‌شود، بهره ببریم.
09:35
When you're streaming a video,
182
563452
1453
وقتی یک ویدئو را پخش می‌کنید،
09:36
you're essentially trying to recover
the original video, the original file.
the original video, the original file.
183
564929
4461
اساساً در تلاش هستید تا
ویدئوی اصلی، فایل اصلی، را بازیابی کنید.
ویدئوی اصلی، فایل اصلی، را بازیابی کنید.
09:41
When we're trying to recover
our original files,
our original files,
184
569414
2909
وقتی ما تلاش می‌کنیم
که فایل اصلی را بازیابی کنیم،
که فایل اصلی را بازیابی کنیم،
09:44
we're simply sequencing.
185
572347
1848
داریم توالی دهی می‌کنیم.
09:46
But really, both of these processes are
about recovering enough zeroes and ones
about recovering enough zeroes and ones
186
574219
4088
اما درواقع، هردوی این فرایندها،
درباره بازیابی تعداد کافی ۰ و ۱ است
درباره بازیابی تعداد کافی ۰ و ۱ است
09:50
to put our data back together.
187
578331
1793
تا داده‌هایمان را
مجدداً کنار هم بچینیم.
مجدداً کنار هم بچینیم.
09:52
And so, because of our coding strategy,
188
580711
2041
و بنابراین، به خاطر استراتژی کد نویسی‌مان،
09:54
we were able to package up all of our data
189
582776
2551
می‌توانستیم تمام داده‌هایمان
را طوری بسته‌بندی کنیم
را طوری بسته‌بندی کنیم
09:57
in a way that allowed us to make
millions and trillions of copies
millions and trillions of copies
190
585351
3772
که به ما امکان ایجاد
میلیون‌ها وهزاران میلیارد را کپی دهد
میلیون‌ها وهزاران میلیارد را کپی دهد
10:01
and still always recover
all of our files back.
all of our files back.
191
589147
2976
و درعین‌حال همیشه بتوانیم
تمام فایلهایمان را پس بگیریم.
تمام فایلهایمان را پس بگیریم.
این فیلمی است که کدنویسی کرده‌ایم.
10:04
This is the movie we encoded.
192
592708
1750
10:06
It's one of the first movies ever made,
193
594482
2580
که یکی از اولین فیلم‌های ساخته‌شده است،
10:09
and now the first to be copied
more than 200 trillion times on DNA.
more than 200 trillion times on DNA.
194
597086
4759
و اکنون اولین فیلمی است که بیش از ۲۰۰
هزار میلیارد بار روی دی.ان.ای کپی شده.
هزار میلیارد بار روی دی.ان.ای کپی شده.
10:14
Soon after our work was published,
195
602377
2130
بافاصله کمی بعد از انتشار مطالعاتمان،
10:16
we participated in an "Ask Me Anything"
on the website reddit.
on the website reddit.
196
604531
3747
در رویداد "هرچه می‌خواهی از من بپرس"
وب‌سایت reddit شرکت کردیم.
وب‌سایت reddit شرکت کردیم.
10:20
If you're a fellow nerd,
you're very familiar with this website.
you're very familiar with this website.
197
608302
3175
اگر شما یکی از همکاران ما باشید،
با این وب‌سایت بسیار آشنا هستید.
با این وب‌سایت بسیار آشنا هستید.
10:23
Most questions were thoughtful.
198
611501
1945
بیشتر سؤال‌ها متفکرانه بودند.
10:25
Some were comical.
199
613470
1872
و بعضی خنده‌دار...
10:27
For example, one user wanted to know
when we would have a literal thumb drive.
when we would have a literal thumb drive.
200
615366
4128
برای مثال، کاربری می‌خواست بداند کی می‌تواند
درایو لمسی واقعی خود را داشته باشد.
درایو لمسی واقعی خود را داشته باشد.
10:32
Now, the thing is,
201
620091
2276
حالا، مسئله این است،
10:34
our DNA already stores everything
needed to make us who we are.
needed to make us who we are.
202
622391
4142
الان دی.ان.ای هر چیز لازم برای تبدیل ما
به کسی که هستیم، را ذخیره می‌کند.
به کسی که هستیم، را ذخیره می‌کند.
10:38
It's a lot safer to store data on DNA
203
626557
3818
ذخیره داده‌ها روی تمام فایل‌هایتان
سنتز شده
سنتز شده
10:42
in synthetic DNA in a tube.
204
630399
2821
داخل یک تیوب بسیار ایمن‌تر است.
10:46
Writing and reading data from DNA
is obviously a lot more time-consuming
is obviously a lot more time-consuming
205
634704
5426
الان مسلماً نوشتن وخواندن داده
روی دی.ان.ای نسبت به ذخیره
روی دی.ان.ای نسبت به ذخیره
10:52
than just saving all your files
on a hard drive --
on a hard drive --
206
640154
3095
تمام فایل‌هایتان بر روی سخت‌افزار
10:55
for now.
207
643273
1291
زمان بیشتری می‌برد.
10:57
So initially, we should focus
on long-term storage.
on long-term storage.
208
645159
3781
پس، ابتدا باید بر
ذخیره‌سازی طولانی‌مدت تمرکز کنیم.
ذخیره‌سازی طولانی‌مدت تمرکز کنیم.
11:02
Most data are ephemeral.
209
650630
2310
اغلب داده‌ها زودگذر هستند.
11:04
It's really hard to grasp
what's important today,
what's important today,
210
652964
2588
فهمیدن آنچه امروز مهم است،
11:07
or what will be important
for future generations.
for future generations.
211
655576
3252
یا آنچه برای نسل بعد اهمیت خواهد داشت،
واقعاً سخت است.
واقعاً سخت است.
11:10
But the point is,
we don't have to decide today.
we don't have to decide today.
212
658852
2563
اما نکته این است که
مجبور نیستیم همین امروز انتخاب کنیم.
مجبور نیستیم همین امروز انتخاب کنیم.
11:14
There's this great program by UNESCO
called the "Memory of the World" program.
called the "Memory of the World" program.
213
662065
4988
یونسکو برنامه‌ای عالی
به نام "حافظه جهان" دارد.
به نام "حافظه جهان" دارد.
11:19
It's been created to preserve
historical materials
historical materials
214
667077
3267
این برنامه برای حفظ
موارد تاریخی‌ای ایجاد شده است که
موارد تاریخی‌ای ایجاد شده است که
11:22
that are considered of value
to all of humanity.
to all of humanity.
215
670368
3127
برای تمام بشریت ارزشمند هستند.
11:26
Items are nominated
to be added to the collection,
to be added to the collection,
216
674210
2977
از آیتم‌هایی برای افزوده شدن
به این مجموعه نام برده شده است،
به این مجموعه نام برده شده است،
11:29
including that film that we encoded.
217
677211
2255
ازجمله فیلمی که ما آن را کد نویسی کردیم.
11:32
While a wonderful way
to preserve human heritage,
to preserve human heritage,
218
680188
3582
در شرایطی که این برنامه یک راه فوق‌العاده
برای حفظ میراث انسانی است،
برای حفظ میراث انسانی است،
11:35
it doesn't have to be a choice.
219
683794
1912
اما الزامی برای انتخاب آن وجود ندارد.
11:38
Instead of asking
the current generation -- us --
the current generation -- us --
220
686088
3454
در عوض پرسش از نسل حاضر-ما-
11:41
what might be important in the future,
221
689566
2222
که چه چیزی ممکن است
در آینده اهمیت داشته باشد،
در آینده اهمیت داشته باشد،
11:43
we could store everything in DNA.
222
691812
2334
می‌توانیم همه‌چیز را در
دی.ان.ای ذخیره کنیم.
دی.ان.ای ذخیره کنیم.
11:47
Storage is not just about how many bytes
223
695543
2440
ذخیره‌سازی نه تنها
فقط در مورد تعداد بایت‌ها،
فقط در مورد تعداد بایت‌ها،
11:50
but how well we can actually
store the data and recover it.
store the data and recover it.
224
698007
3501
بلکه درباره این است که ما داده‌ها را
با چه کیفیتی ذخیره و بازیابی می‌کنیم.
با چه کیفیتی ذخیره و بازیابی می‌کنیم.
11:53
There's always been this tension
between how much data we can generate
between how much data we can generate
225
701940
3431
همیشه تنشی وجود داشته است
بین مقدار داده‌ای که می‌توانیم تولید کنیم،
بین مقدار داده‌ای که می‌توانیم تولید کنیم،
11:57
and how much we can recover
226
705395
1715
و چقدر از آن را
می‌توانیم بازیابی
می‌توانیم بازیابی
11:59
and how much we can store.
227
707134
1769
و چقدر را می‌توانیم ذخیره‌سازی کنیم،
12:01
Every advance in writing data
has required a new way to read it.
has required a new way to read it.
228
709841
4039
هر پیشرفتی در نوشتن داده‌ها،
نیازمند روشی جدید برای خواندن آن‌هاست.
نیازمند روشی جدید برای خواندن آن‌هاست.
12:05
We can no longer read old media.
229
713904
2343
ما دیگر نمی‌توانیم
رسانه‌های قدیمی را بخوانیم.
رسانه‌های قدیمی را بخوانیم.
12:08
How many of you even have
a disk drive in your laptop,
a disk drive in your laptop,
230
716271
3741
چند نفر از شما روی لپ‌تاپتان
دیسک درایو دارید؟
دیسک درایو دارید؟
12:12
never mind a floppy drive?
231
720036
1724
چه برسد به درایو فلاپی!
12:14
This will never be the case with DNA.
232
722151
2552
این اتفاق برای دی.ان.ای
هرگز روی نخواهد داد.
هرگز روی نخواهد داد.
12:16
As long as we're around, DNA is around,
233
724727
3177
تا زمانی که ما هستیم، دی.ان.ای
نیز وجود دارد
نیز وجود دارد
12:19
and we'll find a way to sequence it.
234
727928
2180
و راهی خواهیم یافت تا آن
را توالی‌دهی کنیم.
را توالی‌دهی کنیم.
12:23
Archiving the world around us
is part of human nature.
is part of human nature.
235
731214
3459
بایگانی کردن جهان اطراف،
بخشی از ذات انسان است.
بخشی از ذات انسان است.
12:27
This is the progress we've made
in digital storage in 60 years,
in digital storage in 60 years,
236
735172
4624
این پیشرفتی است که ما طی ۶۰ سال،
از زمان شروع به شناخت دی.ان.ای،
از زمان شروع به شناخت دی.ان.ای،
12:31
at a time when we were only
beginning to understand DNA.
beginning to understand DNA.
237
739820
3376
در ذخیره‌سازی دیجیتالی
به آن دست‌یافته‌ایم.
به آن دست‌یافته‌ایم.
12:35
Yet, we've made similar progress
in half that time with DNA sequencers,
in half that time with DNA sequencers,
238
743725
4845
هنوز درزمینهٔ توالی‌های دی.ان.ای،
در نصف این زمان به پیشرفت مشابهی دست‌یافتیم
در نصف این زمان به پیشرفت مشابهی دست‌یافتیم
12:40
and as long as we're around,
DNA will never be obsolete.
DNA will never be obsolete.
239
748594
4943
و تا زمانی که باشیم،
دی.ان.ای هرگز منسوخ نخواهد شد.
دی.ان.ای هرگز منسوخ نخواهد شد.
12:46
Thank you.
240
754107
1181
متشکرم.
12:47
(Applause)
241
755312
4981
(تشویق حضار)
ABOUT THE SPEAKER
Dina Zielinski - Bench scientist, bioinformaticianDina Zielinski brings biological data to life, from decoding mutations in cancer to encoding data in DNA.
Why you should listen
Dina Zielinski is a bench scientist and bioinformatician with broad experience in genetics and genomics. Her current projects are in developmental biology and neurology, but she is motivated to keep learning and using her skills to answer scientific questions that challenge our deepest knowledge.
Dina Zielinski | Speaker | TED.com