כשהענן פוגש את ה-DNA

אחסון מידע

מאת: שוקי רביב
עריכה: יעל הלפמן כהן

מה השתנה בדרך להפיכת מולקולת החיים לכונן המידע של העתיד?
בחופשה המשפחתית האחרונה צילמתי בלי סוף את הנכדים ואת החוויות שעברנו יחד. זמן קצר אחר כך קיבלתי מגוגל הודעה מוכרת: שטח האחסון שלי הולך ואוזל, ואם ארצה להמשיך לשמור עוד ועוד תמונות, כדאי שאגדיל את נפח האחסון תמורת כמה דולרים נוספים בחודש.
זה גרם לי לחשוב עד כמה הפכנו כולנו לצרכנים מכורים למקום אחסון. תמונות, סרטונים, הודעות, מסמכים הכל נשמר  לעיתים לשנים, גם אם כמעט ואיננו חוזרים אליו. חקרתי קצת את הנושא וגיליתי לתדהמתי שהפתרונות הטכנולוגיים שהאנושות המציאה לנושא האחסון הם הכי לא ברי קיימא שיכולים להיות. האנושות מבזבזת 5 ואולי אפילו 8 אחוז מצריכת האנרגיה על שמירת המידע. מסתבר שבטבע מצאו כבר פתרון מקיים לבעיית האחסון והדיוק בשמירת מידע.

הפתרון מיושם באופן מופלא בגופנו, במוליקולת ה- DNA – הארד-דיסק בן מיליארדי שנים.

בעבר כבר עסקנו ברעיון של אחסון מידע ב- DNA. העיקרון מפתיע בפשטותו, במקום לייצג מידע דיגיטלי באמצעות 0 ו – 1, אפשר לקודד אותו באמצעות ארבע ה"אותיות" (C   G  T  A), לסנתז את הרצפים המתאימים ובעת הצורך לרצף אותם ולשחזר מהם את הקובץ המקורי. אלא שמאז הידיעה הקודמת חלו התפתחויות.

איך לשלוף מידע?
הDNA – מאפשר צפיפות מידע עצומה, יציבות לאורך זמן, ובעיקר בניגוד לחוות שרתים היא אינה זקוקה לאספקת חשמל מתמדת כדי לשמור את המידע שבתוך המלקולה. אבל לא מספיק לשמור מידע, צריך שיהיה אפשר למצוא אותו בקלות וביעילות.
דמיינו ספרייה ובה מיליארדי ספרים זעירים. אפשר להכניס אליה עוד ועוד מידע, אבל מה יקרה כאשר נרצה למצוא דווקא תמונה מסויימת מהחופשה המשפחתית. האתגר הוא להצליח לבצע שליפה סלקטיבית מה DNA בלי לקרוא את כל המאגר.
במחקר שפורסם ב־2025 ב-Nature Communications הציגו חוקרים שיטה המשתמשת בכלי העריכה הגנטית CRISPR-Cas9, בשילוב תכנון ממוחשב, כדי לאפשר גישה למידע מסוים בתוך מאגר DNA. המערכת אף מדגימה חיפוש סמנטי – חיפוש המבוסס על משמעות ולא רק על כתובת מדויקת של קובץ. כלומר, CRISPR, כלי שהתפתח ממערכת הגנה טבעית של חיידקים מפני נגיפים ושאותו למדנו לרתום לעריכת גנים, מקבל כאן תפקיד נוסף לגמרי: מנוע חיפוש בתוך מאגר מידע מולקולרי.

מה קורה כשיש טעויות?
תהליך הכתיבה והקריאה ב- DNA אינו חף משגיאות. בסיסים עלולים להימחק, להתווסף או להשתנות, וכאשר מאחסנים מידע דיגיטלי אפילו שגיאה קטנה עלולה לפגוע בקובץ.
כאן נפגשים  ביולוגיה, מדעי המחשב ובינה מלאכותית.
ב 2025 פרסמה קבוצתו של פרופ' איתן יעקבי מהטכניון, ובה גם עומר צברי, שהופיעו בידיעה הקודמת, מחקר ב – NATURE MACHINE INTELLLIGENCE. החוקרים שילבו תורת קודים ולמידה עמוקה כדי לשפר את היכולת לשחזר מידע ממאגרי DNA גדולים, גם כאשר תהליכי הכתיבה והקריאה יוצרים שגיאות.

אולי גם את ה"עט" כדאי ללמוד מהטבע
כדי לשמור מידע ב DNA  צריך קודם כל לייצר את מולקולות ה DNA שעליהן הוא ייכתב.
השיטות הכימיות המקובלות לסינתזת DNA צורכות חומרים ומייצרות פסולת כימית, ולכן ככל שננסה להגדיל את כמות המידע המאוחסנת, הבעיה הסביבתית עלולה לגדול איתה. הפתרון – במקום רק להשתמש ב-DNA כחומר האחסון שהטבע פיתח, חוקרים מנסים להשתמש גם באנזימים, שהם כלי העבודה שבהם הטבע עצמו משתמש כדי לבנות ולעבד DNA.
סקירה שפורסמה ב־2025 ב-Chemical Communications מתארת כיצד סינתזה אנזימטית עשויה להפחית שימוש בחומרים מסוכנים ובפסולת ולתרום לפיתוח מערכות אחסון DNA יעילות ובנות-קיימא יותר.

מהמבחנה אל מערכת האחסון
כתיבה של DNA עדיין יקרה ואיטית בהשוואה לאחסון דיגיטלי רגיל, וגם מהירות השליפה והקריאה רחוקה מזו שאנו רגילים אליה במחשב או בטלפון.
לכן סביר שהיישום הראשון של הטכנולוגיה לא יהיה התמונות שאנחנו פותחים בכל יום, אלא דווקא "מידע קר". כלומר ארכיונים, מסמכים היסטוריים, מידע מדעי או רפואי ומאגרים עצומים שצריך לשמור במשך עשרות ומאות שנים אך כמעט שלא ניגשים אליהם.
בכל זאת, המרחק בין רעיון למערכת ממשית הולך ומצטמצם. כבר ב־2019 הציגו Microsoft ואוניברסיטת וושינגטון מערכת אוטומטית שהצליחה לקחת מידע דיגיטלי, לקודד אותו, לכתוב אותו ל-DNA ולקרוא אותו בחזרה. בניסוי ההדגמה נשמרה המילה הפשוטה hello.

ומה עם התמונות מהחופשה?
בינתיים כשהטלפון מודיע לי שנגמר המקום, אני עדיין צריך למחוק תמונות או לקנות עוד שטח אחסון בענן. אבל אולי בעוד כמה עשרות שנים המושג "ענן" ייראה לנו מיושן. ייתכן שחלק מהזיכרונות הדיגיטליים שלנו יישמרו לא על דיסקים בחוות שרתים עצומות, אלא בתוך מבחנה זעירה המכילה מולקולות DNA.

 

רוצה לדעת עוד?

תקנון האתר

1.כללי
אתר NatureCode, בכתובת www.naturecode.co.il  נועד להציג מידע, תכנים ושירותים בתחום החדשנות בהשראת הטבע, וכן מידע על קורסים, הרצאות, סדנאות, מוצרים ושירותים נוספים.
השימוש באתר כפוף לתנאי תקנון זה. המשך השימוש באתר מהווה הסכמה לתנאים אלה.
הוראות תקנון זה עשויות להשתנות מעת לעת, בהתאם לשינויים באתר, בשירותים המוצעים או בדרישות הדין.

2. האתר והשירותים

המידע והתכנים המוצגים באתר נועדו למידע ולהשראה. אנו רשאים לעדכן, לשנות, להוסיף או להסיר תכנים, שירותים ומוצרים המוצגים באתר מעת לעת.

הרכישה של קורסים, מוצרים ושירותים מתבצעת באמצעות אתר הקורסים של NatureCode, בכתובת courses.naturecode.co.il בהתאם לתנאים המוצגים בעת הרכישה.

3. חשבון משתמש וקורסים

הרישום לקורסים עשוי להיות כרוך ביצירת חשבון משתמש באתר הקורסים.

פרטי הגישה לחשבון הם אישיים ואין להעבירם לאחרים. תכני הקורסים מיועדים לשימושו האישי של המשתמש שרכש או קיבל גישה אליהם, ואין להעתיק, להפיץ, למסור לאחרים או לעשות בהם שימוש מסחרי ללא אישור מראש ובכתב, אלא אם השימוש מותר לפי דין.

משך הגישה לקורס ותנאים נוספים הנוגעים לקורס ייקבעו בהתאם למידע המוצג בעת ההרשמה או הרכישה.

4. קניין רוחני

כל זכויות הקניין הרוחני בתכנים המופיעים באתר ובתכנים שפותחו על ידי NatureCode, לרבות טקסטים, מצגות, סרטונים, תמונות, גרפיקות, חומרי לימוד, שיטות ותכנים מקצועיים, שמורות ל־NatureCode  או לבעלי הזכויות בהם.

אין להעתיק, לשכפל, להפיץ, לפרסם, למכור, להעביר או לעשות שימוש מסחרי בתכנים אלה ללא אישור מראש ובכתב, למעט שימוש המותר על פי דין.

5. רכישות ותשלומים

רכישת מוצרים, קורסים ושירותים מתבצעת באתר הקורסים.

התשלום מתבצע באמצעות ספק סליקה חיצוני, Telepay מבית Telerom, בהתאם לאמצעי התשלום המוצגים בעת הרכישה.

מחיר המוצר או השירות, תנאי התשלום, אופן האספקה וכל תנאי מסחרי נוסף יוצגו במסגרת תהליך הרכישה.

6. ביטול עסקה והחזר כספי

ביטול עסקה ייעשה בהתאם להוראות חוק הגנת הצרכן, התשמ"א–1981, והדינים החלים על סוג העסקה, המוצר או השירות שנרכשו. בעסקאות מכר מרחוק החוק קובע הוראות מיוחדות לעניין גילוי פרטי העסקה וזכות הביטול. בקשה לביטול ניתן לשלוח לכתובת:
yael@naturecode.co.il

בעת פנייה לביטול מומלץ לציין שם מלא, כתובת דוא"ל ופרטי העסקה.

ככל שנקבעו תנאים נוספים או זכויות ביטול מיוחדות למוצר או לשירות מסוים, הם יוצגו בעת הרכישה ויחולו לצד הוראות הדין.

בכל מקרה של סתירה בין הוראה בתקנון זה לבין הוראת דין שלא ניתן להתנות עליה, תגבר הוראת הדין.

7. מוצרים ומשלוחים

מוצרים פיזיים יסופקו בהתאם לאופן המשלוח ולזמני האספקה המוצגים בעת הרכישה.

פרטי המוצר, המחיר, עלות המשלוח, ככל שישנה, ואופן האספקה יוצגו במסגרת תהליך הרכישה.

8. קישורים לאתרים אחרים

האתר עשוי לכלול קישורים לאתרים ולשירותים של צדדים שלישיים. הקישורים נועדו לנוחות המשתמש, ואין לנו שליטה על התכנים, השירותים או מדיניות הפרטיות של אתרים אלה.

השימוש באתרים של צדדים שלישיים כפוף לתנאים ולמדיניות שלהם.

9. שימוש באתר

המשתמש מתחייב לעשות שימוש באתר ובשירותים בהתאם להוראות הדין ולא לעשות שימוש העלול לפגוע באתר, במערכותיו, במשתמשים אחרים או בזכויותיהם של אחרים.

אנו רשאים להגביל או להפסיק גישה לאתר או לשירותים במקרה של שימוש המנוגד לתקנון או לדין.

10. פרטיות

השימוש במידע אישי במסגרת האתר והאתרים הקשורים אליו מוסדר במסגרת מדיניות הפרטיות של NatureCode.
מדיניות הפרטיות זמינה כאן: קישור למדיניות הפרטיות.

11. זמינות האתר

אנו עושים מאמצים לשמור על פעילות תקינה ורציפה של האתר, אך ייתכנו הפסקות זמניות, תקלות או מגבלות הנובעות מתחזוקה, תקלות טכניות או נסיבות שאינן בשליטתנו.

12.  שינויים בתקנון

אנו רשאים לעדכן את התקנון מעת לעת. התקנון המעודכן יפורסם באתר ויישא את תאריך העדכון האחרון.

13. הדין החל

על תקנון זה ועל השימוש באתר יחולו דיני מדינת ישראל.

14. יצירת קשר

לשאלות, פניות או דיווח על תקלות ניתן לפנות לדוא"ל: yael@naturecode.co.il