สมัยก่อน มนุษย์เราบันทึกข้อมูลด้วยการเขียนลงบนกระดาษ แต่ทุกวันนี้เราสามารถเขียนข้อมูลจำนวนมากลงบนฮาร์ดไดร์ฟ หรือ อุปกรณ์เล็กๆอย่างยูเอสบีไดรฟ์ ได้อย่างง่ายดาย
อย่างไรก็ตาม โลกอินเทอร์เน็ตทุกวันนี้ต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลปริมาณมหาศาล ทำให้นักวิทยาศาสตร์มองหาเทคโนโลยีใหม่เข้ามาตอบโจทย์ ซึ่งหนึ่งในนั้น คือ ดีเอนเอ
ดีเอนเอเป็นสารพันธุกรรมที่บรรจุข้อมูลสำคัญของสิ่งมีชีวิตเผ่าพันธุ์หนึ่งๆไว้ มันถูกก๊อปปี้ ถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นอย่างเป็นธรรมชาติ ทำให้ไม่กี่ปีมานี้ นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยหลายแห่งทั่วโลกพยายามเขียนข้อมูลใส่ไว้ในดีเอนเอจนสำเร็จ แม้การดึงข้อมูลกลับออกมาจะยังมีปัญหา และกระบวนการต่างๆยังไม่เรียบง่ายพอจะเข้ามาอยู่ในชีวิตประจำวัน แต่มันก็แสดงให้เห็นความเป็นไปได้ทางเทคโนโลยี
ล่าสุด เมื่อเดือนธันวาคม ค.ศ. 2019 ที่เพิ่งผ่านมานี้ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิสในซูริก (ETH Zurich) ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยที่มีชื่อเสียงมาก เสนอเทคโนโลยีดีเอนเอแห่งสรรพสิ่ง (A DNA-of-things) ที่อาจเปิดโลกใบใหม่แห่งการเก็บข้อมูล แล้วตีพิมพ์การค้นพบลงในวารสาร Nature Biotechnology
ปัจจุบัน เรามีเครื่องปริ๊นต์สามมิติที่สามารถขึ้นรูปโครงสร้างต่างๆได้ละเอียดและง่ายดายตามแบบพิมพ์เขียวที่เราใส่เข้าไป แต่ปัญหาคือ ถ้าเราพิมพ์แจกันสวยๆออกมาสักใบ แล้วส่งให้เพื่อนเป็นของขวัญ หากเพื่อนของเราต้องการพิมพ์แจกันใบเดียวกันนี้ เขาต้องติดต่อขอพิมพ์เขียวต้นฉบับของแจกันหรือไม่ก็พยายามแกะรอยเพื่อสร้างพิมพ์เขียวขึ้นมาเองจากแจกันซึ่งเป็นเรื่องยากลำบาก ยิ่งวัตถุที่ถูกพิมพ์ออกมาซับซ้อนกว่าแจกันยิ่งยากไปกันใหญ่
คำถามคือ เป็นไปได้ไหมที่เราจะใส่พิมพ์เขียวลงในแจกันหรือวัตถุอื่นๆที่ถูกปริ๊นต์ออกมา ?
ทีมวิจัยพบว่าเป็นไปได้ โดยวัตถุที่ถูกพิมพ์ออกมาจะมีข้อมูลพิมพ์เขียวในตัวมันคล้ายกับดีเอนเอซึ่งจะสามารถเอาตัวเองเป็นต้นแบบแล้วพิมพ์ลูกหลานออกมาได้ในลักษณะเดียวกับสิ่งมีชีวิต ด้วยการใช้ลูกปัดแก้วขนาดจิ๋ว
ลูกปัดแก้วขนาดจิ๋ว (nanobead) ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิจัยมีการนำไปใช้หลากหลายอยู่แล้ว ทั้งในแง่การเป็นเซนเซอร์ การทำให้เรืองแสงเพื่อศึกษารายละเอียดด้วยกล้องจุลทรรศน์ ฯลฯ ซึ่งทีมวิจัยประยุกต์ใช้ลูกปัดจิ๋วด้วยการใส่ดีเอนเอลงไปในนั้น
พวกเขาใช้เครื่องปริ๊นต์สามมิติทำการพิมพ์กระต่ายพลาสติกออกมา ซึ่งภายในมีเม็ดลูกปัดจิ๋วจำนวนมากฝังอยู่ทั่วตัวกระต่าย หนึ่งในนักวิจัยกล่าวว่ามันคล้ายกับกระต่ายจริงๆที่ภายในร่างกายของมันมีดีเอนเอที่เป็นพิมพ์เขียวอยู่
พวกเขาทดลองพิมพ์กระต่ายออกมาจากข้อมูลที่ฝังไว้ก็พบว่าสามารถสร้างลูกหลานออกมาให้มีหน้าตาเหมือนต้นแบบได้ 5 รุ่น
ความน่าสนใจของงานวิจัยนี้คือ การเก็บข้อมูลด้วยฮาร์ดไดร์ฟ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีลักษณะคงที่ โดยไม่มีทางเปลี่ยนรูปลักษณ์ของฮาร์ดไดร์ฟได้ แต่ด้วยเทคโนโลยีของงานวิจัยนี้ เราสามารถเก็บข้อมูลไว้ในวัตถุได้หลากหลายลักษณะ
นักวิจัยมองว่ามันช่วยในการเก็บรักษาข้อมูลที่เป็นความลับได้ด้วย โดยพวกเขาทดลองก๊อปปี้หนังสั้นๆขนาด 1.4 megabytes ลงในลูกปัดจิ๋วแล้วใส่ไปในเลนส์ของแว่นตาธรรมดาๆ ซึ่งสามารถผ่านเครื่องตรวจจับตามสนามบินได้สบาย และโดยทฤษฎีแล้วข้อมูลที่ถูกเขียนไว้บนดีเอนเอเหล่านี้สามารถใส่ไว้ในภาชนะพลาสติกต่างๆที่กระบนการขึ้นรูปไม่ร้อนจนเกินไปนัก
ทีมวิจัยยังชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์และการขึ้นรูปอื่นๆในอนาคต แต่ในวันนี้ กระบวนการดังกล่าวยังมีราคาสูงอยู่ แค่การอ่านข้อมูลที่อยู่ในกระต่ายพลาสติกมีค่าใช้จ่ายราว 60,000 บาทแล้ว
ถ้าเทคโนโลยีนี้พัฒนาจนมีราคาถูกลง ข้าวของเครื่องใช้รอบตัวเราหลายอย่างอาจมีดีเอนเอแฝงอยู่ภายใน ซึ่งเป็นเรื่องน่าสนใจมากเพราะมันอาจทำให้เส้นแบ่งระหว่างสิ่งมีชีวิตกับไม่มีชีวิตอาจจะพร่าเลือนมากขึ้น
อ้างอิง
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191209110529.htm
https://www.nature.com/articles/s41587-019-0356-z
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0165993615001752
https://www.sigmaaldrich.com/technical-documents/articles/materials-science/fluorescent-silica-nanobeads.html