ഡാറ്റസയൻസിൽ ജീവശാസ്ത്രം തുറന്നിടുന്ന സാധ്യതകൾ

കാലാനുസൃതമായ മാറ്റങ്ങൾക്കനുസരിച്ചാണ് നമ്മുടെ യുവ തലമുറ അവരുടെ കരിയർ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്. ഉന്നത വിദ്യാഭ്യാസത്തിനായി പാരമ്പരാഗത സയൻസ് കോഴ്സുകളായ ഭൗതിക ശാസ്ത്രം (ഫിസിക്സ് ), രസതന്ത്രം, ജീവശാസ്ത്രം എന്നിവ ഒഴിവാക്കി താരതമ്യേനെ ന്യൂ ജനറേഷൻ കോഴ്സുകളായ ഡാറ്റ സയൻസ്, ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസ് (AI) എന്നിവയിലേക്ക് ചേക്കേറുന്ന പ്രവണത കൂടിവരുകയാണ്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, പരമ്പരാഗത ശാസ്ത്ര ശാഖകളുടെ പ്രധാന്യം വിളിച്ചോതുന്ന, അടുത്തിടെ നടന്ന ചില ഗവേഷണങ്ങളെ ശ്രദ്ധയിൽ പെടുത്തുകയാണിവിടെ.

ജീവജാലങ്ങളിൽ പാരമ്പര്യ സ്വഭാവങ്ങൾ ഒരു തലമുറയിൽ നിന്ന് അടുത്തതിലേക്ക് കൈമാറി വരുന്നത് കോശങ്ങളിൽ കണ്ടുവരുന്ന ജനിതക തന്മാത്രയായ ഡി. എൻ. എ (deoxyribo nucliec acid -DNA ) മുഖാന്തരമാണ്. ജീവജാലങ്ങളുടെ പ്രജനനത്തിനും നിലനിൽപ്പിനും ഈ തന്മാത്രകൾ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. ജീവശാസ്ത്രമേഖലക്ക് മാത്രം പ്രധാനപ്പെട്ടതെന്ന് നമ്മൾ ഏറെക്കുറെ മനസ്സിലാക്കിയിരുന്ന ഡി. എൻ. എ തന്മാത്ര, അടുത്തകാലത്തായി ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഡേറ്റ സയൻസ്, ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസ് തുടങ്ങിയ മേഖലകൾക്ക് കൂടി കണ്ണിലുണ്ണിയായി മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

ഉയരം, നീളം, നിറം, സ്വഭാവം തുടങ്ങിയവയൊക്കെ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ ഏറെക്കുറെ അതിപ്രധാന പങ്കുവഹിക്കുന്ന ഡി. എൻ. എ തന്മാത്ര, ഒരു ജീവിയുടെ ജന്മത്തിൽ തന്നെ ഈ സവിശേഷതകളെല്ലാം അതിന്റെ കോശങ്ങളിൽ സംഗ്രഹിച്ചു വെച്ചിരിക്കും (encoded). അതിവിദഗ്ദ്ധനായ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ പ്രോഗ്രാമറെപ്പോലെ! മനുഷ്യനിർമ്മിതമായ ഏറെക്കുറെ എല്ലാ കമ്പ്യൂട്ടർ പ്രോഗ്രാമ്മുകളെക്കാളും സങ്കീർണ്ണതയേറിയ ഈ ജനിതക കോഡിങ് (ഡി. എൻ. എ) മനുഷ്യന് മുന്നേ തന്നെ പരിചിതമെങ്കിലും, അടുത്തകാലത്തായാണ് DNA യെ ഒരു ഡാറ്റാ സ്‌റ്റോറേജ് ആൻഡ് ഡാറ്റ പ്രോസസ്സിംഗ് മീഡിയം ആക്കി മാറ്റാനുള്ള ശ്രമം ശാസ്ത്രജ്ഞർ തുടങ്ങിയത്.

എന്നാൽ, ഡി. എൻ. എ- യെ കംപ്യൂട്ടിങ്ങിന് ഉപയോഗിക്കാനുള്ള പ്രധാന തടസ്സം ഈ തന്മാത്രയെ ചിപ്പ് ലെവലിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനോ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാനോ ഉള്ള സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അഭാവമാണ്. ജലത്തിന്റെയും എൻസൈമുകളുടെയും (enzymes- ജീവജാലങ്ങളിലെ രാസത്വരകങ്ങൾ) സാന്നിധ്യത്തിൽ 64- ഓളം വിവിധ ഡി. എൻ. എ ക്രമങ്ങളെ (sequence) ഈ അടുത്താണ് ഹാർവാർഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ നേതൃത്വത്തിൽ ഒരു സിലിക്കൺ ചിപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് രൂപപ്പെടുത്തിയത് [Jung, WB., Jung, H.S., Wang, J. et al. Parallel enzymatic DNA synthesis using a semiconductor chip. Nat Electron (2026) (https://doi.org/10.1038/s41928-026-01662-9)]. ദക്ഷിണ കൊറിയ, ഫ്രാൻസ് എന്നീ രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഗവേഷകർ ചേർന്ന് നടത്തിയ മുന്നേറ്റങ്ങൾക്ക് നേതൃത്വം കൊടുത്തത് ഹാർവാർഡിലെ സ്കൂൾ ഓഫ് അപ്ലൈഡ് സയൻസസിലെ പ്രൊഫസർ ആയ ഡോ. ഡോൺഹീ ഹാം- ഉം സംഘവുമാണ്. വളരെ കൃത്യതയോട് കൂടിയ ഇലക്ട്രിക്ക് കറന്റ് ഇൻജെക്ഷൻ വഴി 39 ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് ബേസുകളുള്ള 64 വ്യത്യസ്ത ഡി. എൻ. എ സീക്വെൻസുകളാണ് ഇവർ സൃഷ്ടിച്ചത്. ഈ 64 ഡി. എൻ. എ സീക്വെൻസുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സംഘം 169- ബൈറ്റ് (1 ബൈറ്റ് = 8 bit) ടെക്സ്റ്റ് സന്ദേശം എൻകോഡ് ചെയ്തു. ഡിജിറ്റൽ വിവരങ്ങൾ സംഭരിച്ചുവെക്കാനുള്ള ഡി. എൻ. എ. തന്മാത്രകളുടെ കഴിവ് ഇത് വ്യക്തമാക്കി.

മൊബൈൽ ലെവൽ കമ്പ്യൂട്ടിങ്/ഡാറ്റാ സ്റ്റോറേജ് എലമെന്റ് ആയ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ വലിപ്പം 3 നാനോമീറ്റർ ആയിരിക്കെ DNA- യിലെ ഒരു ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് ബേസിന് കേവലം 0.34 നാനോമീറ്റർ മാത്രമാണ് വലിപ്പം (ഏതാണ്ട് പത്തിലൊന്നു വലിപ്പം). ഡി. എൻ. എ- യാണ് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഡാറ്റാ സാന്ദ്രതയുള്ള വസ്തുക്കളിൽ ഒന്ന് എന്ന് വിളിച്ചോതുന്ന ഇത്തരത്തിലുള്ള മറ്റു ചില പഠനങ്ങളും സമാന്തരമായി ഇക്കഴിഞ്ഞ കുറച്ചു വർഷങ്ങളായി നടന്നു വരുന്നുണ്ട്.

വ്യത്യസ്ത ഡി. എൻ. എ (A, T, G, C) ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള കംപ്യൂട്ടേഷനിൽ വെറും 8 ബിറ്റ് (1 ബൈറ്റ് ) സ്റ്റോറേജ് എലെമെന്റിന്, കൺവെൻഷനൽ ബൈനറി ഡാറ്റാ എലെമെന്റുപയോഗിച്ച് 16 ബിറ്റ് (2 ബൈറ്റ് ) സ്റ്റോർ ചെയ്യുന്നത്രയും ഇൻഫർമേഷൻ സ്റ്റോർ ചെയ്യാൻ സാധ്യമാണ്. ഇത് വ്യത്യസ്തമായ ഒരു ലോജിക്കൽ പ്ലാറ്റ്ഫോം പോലും സൃഷ്ടിക്കാൻ സാധ്യതയുള്ള ഫീൽഡ് ആണ്. മാത്തമാറ്റിക്‌സും ഫിസിക്‌സും ഒരുപോലെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തേണ്ട ഇത്തരം പുരോഗതികൾക്ക് മറ്റു പല ശാസ്ത്ര ശാഖകളിൽ കൂടി അവസരങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.
ഇത്തരത്തിലുള്ള പഠനങ്ങളെല്ലാം നടപ്പിലാവുന്നത് പല ബേസിക് സയൻസ് ബ്രാഞ്ചുകളുടെയും സംയോജിത പ്രയത്നത്തിന്റെ ഫലമായിട്ടാണ്. ഫിസിക്സ്, കെമിസ്ട്രി, മോളിക്യൂലർ ബയോളജി, മാത്തമാറ്റിക്സ്, ബയോഇൻഫോമാറ്റിക്സ് തുടങ്ങിയ ശാസ്ത്രശാഖകളുടെ കാഴ്ചപ്പാടുകളും ഇത്തരം പഠനങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നുണ്ട്. പരമ്പരാഗത ശാസ്ത്രശാഖകളുടെ പ്രാധാന്യവും സാധ്യതകളും വിളിച്ചോതുന്ന ഇത്തരം പഠനങ്ങൾ നമുക്ക് വെളിവാക്കുന്നത് അനന്തമായ സാധ്യതകൾ ഇപ്പോഴും ശാസ്ത്രശാഖകളിൽ തുറന്നുകൊണ്ടേയിരിക്കുന്നു എന്നാണ്.

Content Summary: DNA-based computing could transform data storage, highlighting the vital role of traditional sciences in shaping future technologies.