Veri Merkezleri Yetmeyecek: İnsanlık Yakında Bilgilerini DNA’da Saklayacak

Biyoloji programlanıyor.

DNA tasarlanıyor.

Hücreler mühendislik ürünü sistemlere dönüştürülüyor.

Hatta insanlığın dijital hafızasını DNA moleküllerine yüklemenin yolları aranıyor.

Bir zamanlar bilgisayar mühendisleri yazılım geliştiriyordu.

Bugün sentetik biyologlar yaşamın kendisini kodluyor.

DNA Artık Doğanın Değil, Mühendislerin Çalışma Alanı

2024 yılında onaylanan ve bugün 150’den fazla araştırmacıya ev sahipliği yapan Tianjin Üniversitesi Sentetik Biyoloji Devlet Anahtar Laboratuvarı, biyoteknoloji ile yapay zekâyı bir araya getirerek genom mühendisliği ve hücre tasarımında yeni bir dönemin kapısını açmaya çalışıyor.

Sentetik biyolojinin temel amacı oldukça iddialı.

Faydalı DNA’lar üretmek.

RNA’lar tasarlamak.

Proteinler inşa etmek.

Hatta gelecekte tamamen yeni hücresel sistemler ve organizmalar geliştirmek.

Ancak burada büyük bir sorun var.

Hayatın yazılımı olan DNA üzerinde çalışırken hata yapma lüksünüz yok.

Laboratuvarın önde gelen sentetik biyologlarından Yingjin Yuan bunu oldukça net ifade ediyor:

“Bunlar hücrenin işlevselliğini veya normal işleyişini azaltabilir.”

Yani tasarlanmış DNA dizilerindeki küçük bir hata bile bütün sistemi bozabiliyor.

Tıpkı bir bilgisayar kodundaki tek satırlık bir hata gibi.

Fakat burada çöken şey bir yazılım değil.

Canlı bir hücre.

Genom Mühendisliğinin Hata Avcıları

İşte bu nedenle Yuan’ın ekibi 2017 yılında genom mühendisliğinde ortaya çıkan hataları daha hızlı bulabilmek için “PoPM” yani Havuzlanmış PCRTag Haritalama yöntemini geliştirdi.

Bu yöntem kısa DNA işaretleyicileri kullanarak genetik düzenlemeleri takip ediyor.

Genetik etiketler hücre popülasyonları arasında kopyalanıyor.

Böylece araştırmacılar hangi hücrelerin geliştiğini, hangilerinin yapılan genetik değişikliklerden zarar gördüğünü belirleyebiliyor.

Bu teknik daha sonra sentetik bir maya kromozomu üzerinde uygulandı ve hücre uygunluğunu etkileyen genetik değişikliklerin yüksek verimli taranmasında kullanıldı.

Ancak ekip yalnızca hata bulmakla yetinmedi.

Hataları düzeltmeyi de başardı.

Araştırmacılar başka bir sentetik maya kromozomunda tam 3.331 baz çiftini düzelterek tasarımla birebir uyumlu yeni bir kromozom ürettiler.

Bir başka ifadeyle artık yalnızca yaşamın kodunu okumuyorlar.

Kodun editörlüğünü yapıyorlar.

Geleceğin Hard Diski İnsan Hücresinin İçinde Olabilir

Laboratuvarın üzerinde çalıştığı bir diğer konu ise ilk bakışta bilim kurgu gibi görünüyor.

DNA veri depolama.

Bugün dünya her gün milyarlarca gigabayt veri üretiyor.

Veri merkezleri büyüyor.

Enerji tüketimi artıyor.

Depolama maliyetleri yükseliyor.

Peki ya gelecekte verileri bilgisayar disklerinde değil de DNA’nın içinde saklayabilirsek?

Yingjin Yuan bu konuda oldukça iddialı.

Ona göre DNA, ultra yüksek yoğunluklu, düşük maliyetli ve uzun vadeli veri depolama için büyük bir potansiyele sahip.

Sorun şu ki DNA depolama sırasında bozulabiliyor.

Veriler zarar görebiliyor.

Araştırmacılar tam da bu sorunu çözmek için yeni bir kod çözme algoritması geliştirdi.

Bu algoritma DNA iplikleri hasar görse bile verileri yeniden oluşturabiliyor.

Ve bunu test etmek için sıradan bir veri seti kullanmadılar.

Çin’in en önemli kültürel miraslarından biri olan bin yıllık Dunhuang mağara duvar resimlerini DNA’ya kodladılar.

Ardından örnekleri ciddi bozulmalara neden olacak koşullara maruz bıraktılar.

Sonuç şaşırtıcıydı.

Veriler doğru şekilde geri kazanıldı.

Başka bir ifadeyle bin yıllık sanat eserleri ilk kez biyolojik moleküller içinde saklanıp yeniden okunabildi.

Belki de geleceğin kütüphaneleri beton binalarda değil.

Test tüplerinde olacak.

Yapay Zekâ ve Sentetik Biyoloji Birleşince Yeni Riskler Ortaya Çıkıyor

Ancak hikâyenin yalnızca parlak tarafı yok.

Teknoloji büyüdükçe riskler de büyüyor.

Laboratuvarın biyogüvenlik çalışmalarına liderlik eden sentetik biyolog ve biyogüvenlik politikası uzmanı Weiwen Zhang bu konuda açık konuşuyor:

“Biyoteknoloji ve yapay zekâdaki gelişmeler, mühendislik ürünü biyolojik riskleri giderek daha olası hale getiriyor ve bu da daha güçlü küresel biyolojik güvenlik yönetimine olan ihtiyacı artırıyor.”

Aslında bu cümle önümüzdeki on yılın en önemli tartışmalarından birini özetliyor.

Yapay zekâ yalnızca metin yazmıyor.

Artık genetik tasarımlar da yapabiliyor.

Ve bir gün biyolojik sistemler tasarlayabilen yapay zekâlarla karşı karşıya kalabiliriz.

İşte bu nedenle Yuan ve Tianjin Üniversitesi’nden çevre hukuku uzmanı Youhai Sun, 2016 yılında Johns Hopkins Sağlık Güvenliği Merkezi ve İtalya’daki InterAcademy Partnership ile birlikte çalışarak yeni bir biyogüvenlik çerçevesi oluşturmaya başladı.

Bu çalışmaların sonucunda 2021 yılında Tianjin Bilim İnsanları İçin Biyolojik Güvenlik Davranış Kuralları Rehberi yayımlandı.

Rehber, biyolojik araştırmaların kötüye kullanımını önlemek amacıyla bilim insanları ve kurumlar için 10 temel ilke ortaya koyuyor.

Bugün Zhang’ın ekibi bu ilkeleri üniversiteler, Birleşmiş Milletler ve diğer küresel kuruluşlarla birlikte uygulanabilir politikalara dönüştürmek için çalışıyor.

Çünkü geleceğin en büyük güvenlik soruları yalnızca siber saldırılarla ilgili olmayabilir.

Biyolojik saldırılarla da ilgili olabilir.

Çin Dünyanın Sentetik Biyoloji Başkentlerinden Birini Kuruyor

Tianjin Üniversitesi yalnızca araştırma yapmıyor.

Aynı zamanda ölçek büyütüyor.

54 bin metrekarelik tesislerinde Çin’in büyük şirketleriyle birlikte sentetik biyoloji ürünlerinin pilot üretimlerini gerçekleştiriyor.

Laboratuvar bugün dünyanın dört bir yanından araştırmacıları çekmeye çalışıyor.

Yingjin Yuan’ın hedefi oldukça net:

“Amacımız, araştırmacılara küresel bir inovasyon merkezi oluşturmak için ihtiyaç duydukları her türlü desteği ve kaynağı sağlayarak, dünya lideri bir merkez geliştirmektir.”

Bu cümle aslında yalnızca bir laboratuvarın hedefi değil.

Çin’in teknoloji stratejisinin özeti.

Yapay zekâda lider olmak.

Biyoteknolojide lider olmak.

Genom mühendisliğinde lider olmak.

Çünkü geleceğin ekonomik gücü yalnızca veri üretenlerin değil, yaşamı tasarlayabilenlerin elinde olabilir.

Velhasıl…

Sanayi devrimi buhar makinesiyle başladı.

Dijital devrim bilgisayarlarla.

Önümüzdeki büyük dönüşüm ise hücrelerle başlayabilir.

Çünkü artık mesele yalnızca doğayı anlamak değil.

Doğayı yeniden yazmak.

Velhasıl…

Geçmiş yüzyılın en değerli kaynağı petroldü.

Bu yüzyılın en değerli kaynağı veri oldu.

Bir sonraki yüzyılın en değerli kaynağı ise DNA olabilir.

Ve insanlık ilk kez tarih boyunca sadece dünyayı değil, yaşamın kendisini mühendislik projesine dönüştürmenin eşiğinde duruyor.