Fiksi Ilmiah Jadi Nyata: DNA Sudah Bisa Dipakai Menyimpan Data Digital

Artikel ini pertama kali tayang di Motherboard

Produksi data digital di seluruh dunia diprediksi segera mencapai 44 triliun GB pada tahun 2020. Itu artinya kita memerlukan lebih banyak media untuk menyimpannya. Para ilmuwan berpendapat bahwa untaian DNA bisa menampung data ribuan gigabyte. Jauh lebih besar daripada kapasitas iPhone standar. Evolusi yang berlangsung jutaan tahun rupanya menyempurnakan bentuk penyimpanan informasi biologis dalam tubuh mahluk hidup itu, baik manusia, tumbuhan, hingga binatang. Para ilmuwan, perlu kalian tahun, telah menelaah kegunaan DNA sebagai tempat memuat data selama bertahun-tahun, tetapi sejauh ini penerapannya terhambat oleh biaya yang tinggi dan kesalahan dalam data. Penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Science menunjukkan bahwa para ilmuwan telah berhasil menyimpan data di DNA tanpa terjadi kesalahan dan 60 persen lebih efisien dibandingkan dengan hasil sebelumnya. Hasil ini mendekati maksimum teoritis untuk penyimpanan DNA. Meski begitu, masih ada hambatan yang mereka hadapi. Prosesnya masih cukup mahal dan memakan waktu.

Cara anyar menyimpan data di DNA tidak sesulit satu dekade lalu. Sekarang ilmuwan hanya membutuhkan petunjuk dengan tujuan menghindari kerusakan akibat data yang hilang. “Layaknya main Sudoku, kamu masih bisa menyelesaikan permainannya meskipun tidak mendapat seluruh angka,” kata Yaniv Erlich, dosen ilmu komputer di Columbia University yang turut terlibat penelitian tersebut, saat dihubungi VICE lewat telepon.

Menurut penelitian ini, hasil kerja sama Erlich bersama Dina Zielinski dari New York Genome Center, menyimpan data di DNA lebih efisien dari percobaan sebelumnya. Data yang berhasil dimuat bisa mencapai 215.000.000 gigabyte pada satu gram DNA. Artinya jauh lebih besar dari batas kapasitas DVD yang hanya 8,5 GB atau iPhone sebesar 256 GB.

Ada kemajuan jika kita bandingkan dengan penelitian terbitan 2013 lalu, saat peneliti baru bisa memasukkan 2.000.000 gigabyte data pada satu gram DNA.

Para ilmuwan menjadikan DNA sebagai penyimpanan alternatif di masa depan, karena DNA bisa memuat banyak informasi ke dalam molekul yang sangat kecil. Efek positifnya, file apapun tidak akan pernah rusak (berbeda dari CD atau kaset), dan bisa tersimpan selama puluhan ribu tahun. (Seperti yang dilansir dari artikel Motherboard sebelumnya, ilmuwan merangkap seniman Joe Davis memiliki gagasan menanam pengetahuan manusia ke dalam DNA pohon-pohon di hutan.)

Urutan alfabet/huruf nukleotida DNA (A, C, G dan T) telah mampu diubah menjadi kode biner—contohnya, 00 untuk A, 01 untuk C, 10 untuk G dan 11 untuk T.

Kemajuan penting yang ada di dalam penelitian baru ini yaitu penggunaan DNA Fountain, atau kode fountain—teori pengkodean yang bisa mengubah filemu menjadi bagian yang dikodekan, atau “droplet”—untuk menyimpan file, yang menurut Erlich bisa mencegah kerusakan. Jika kamu memiliki sumber data yang disandikan, dan menangkap cukup droplet, kamu bisa mengembalikan filenya.

“Setiap oligo DNA kini dapat menjadi petunjuk,” kata Erlich. Oligo, alias oligonukleotida, adalah molekul pendek DNA. “Prosesnya bisa berhasil meskipun tidak semua oligo DNA bisa dibaca dan lolos dari kerusakan.”

Erlich menjelaskan bahwa mode pengulangan adalah cara paling populer untuk memuat data ke dalam DNA (seperti yang digunakan dalam penelitian 2013). Kalau kamu memasukkan lirik “She Loves You” milik The Beatles, maka urutannya akan seperti “she loves,” “loves you,” “you yeah,” “yeah yeah.”

“Mereka menggunakan mode pengulangan agar masih bisa memiliki oligo lainnya jika ada oligo yang hilang,” ujar Erlich. Kalau bagian “loves you” hilang, kamu masih memiliki bagian “you yeah” untuk melengkapkan lirik. “Tapi penyimpanannya tidak efisien, dan bisa saja kamu kehilangan empat oligo lainnya untuk melengkapi kalimat.”

Erlich dan Zielinski memasukkan enam file ke dalam DNA untuk menguji metode mereka. Mereka memasukkan sistem operasi komputer, virus komputer, film “Arrival of a Train at La Ciotat”, gift card Amazon, plakat Pioneer, dan penelitian tentang teori informasi. Mereka menyalin dan memodifikasi file beberapa kali. Mereka juga memberikan manuskripnya ke salah satu pengikut Erlich di Twitter. Jika bisa mengunduh dan membaca sandi filenya, maka gift card Amazon senilai $50 akan menjadi miliknya. Gift card itu kemudian dia gunakan untuk membeli buku.

Erlich membeberkan bahwa mereka juga memiliki keterbatasan finansial untuk menyimpan file besar—yang membutuhkan satu hari untuk menafsir kode data 2 MB. Dengan semua kehebatan teknologi baru ini, masalahnya cuma satu kalau mau diaplikasikan massal: ongkosnya masih mahal banget.

Proses penyimpanan file 2 MB kira-kira membutuhkan dana sebesar US$7.000 (setara Rp97 juta). “Efisiensinya naik jadi 60 persen, tapi biayanya masih cukup mahal untuk menyimpan informasi ke dalam DNA,” tutupnya. Tentu saja, suatu saat nanti ongkos ini akan bisa ditekan, dan tubuh kita berubah jadi flash disk berjalan yang menyimpan bermacam data—mulai dari foto, dokumen, film, sampai musik. Ingat, ini semua sudah nyata, bukan skenario film fiksi ilmiah.