ทีมวิจัยของบริษัท ทวิสต์ ไบโอไซนซ์ บริษัทเอกชนด้านไบโอเทคจากนครซานฟรานซิสโก รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ประสบความสำเร็จในการจัดเก็บเพลง 2 เพลงไว้ในดีเอ็นเอและเรียกคืนมาฟังใหม่ได้เป็นครั้งแรกของโลก โดยใช้เพลง “สโมค ออน เดอะ วอเทอร์” ของวงร็อกระดับคลาสสิก “ดีพ เพอร์เพิล” กับเพลง “ตูตู” ของศิลปิน “ไมลส์ เดวิส” ในการทดลองครั้งนี้
ทวิสต์ ไบโอไซนซ์ คิดค้นและทำงานวิจัยดีเอ็นเอสังเคราะห์ สำหรับนำมาใช้เพื่อการจัดเก็บข้อมูลในระยะยาว ด้วยเหตุผลที่ว่า นอกจากจะสิ้นเปลืองเนื้อที่ในการจัดเก็บน้อยลงมากแล้ว ยังสามารถจัดเก็บได้นานอย่างน้อยก็หลายร้อยปี โดยไม่เสื่อมคุณภาพในแบบเดียวกับการจัดเก็บด้วยเทปคาสเซต คอมแพคต์ดิสก์ หรือคอมพิวเตอร์ฮาร์ดไดรฟ์
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ ทวิสต์ ไบโอไซนซ์ ประสบความสำเร็จในการจัดเก็บข้อมูลลงในดีเอ็นเอ แต่เป็นครั้งแรกที่มีการจัดเก็บแล้วเรียกคืนมาใช้งาน โดยมีความถูกต้องแม่นยำ 100 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับต้นฉบับ
เพลง “สโมค ออน เดอะ วอเทอร์” และ “ตูตู” นั้นเป็นบทเพลงที่บันทึกจากการแสดงสดของ ดีพ เพอร์เพิล และไมลส์ เดวิส ในเทศกาล มองเทรอซ์ แจ๊ซ เฟสติวัล เทศกาลดนตรีประจำปีในเมืองมองเทรอซ์ ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และบทเพลงทั้ง 2 ถือว่าเป็นไฟล์ข้อมูลดิจิทัลของ 2 เพลงแรกของโลกที่ถูกบันทึกในรูปแบบดีเอ็นเอและส่งเข้าไปจัดเก็บไว้ในคลังข้อมูลความทรงจำของโลก หรือเมมโมรี ออฟ เดอะ เวิร์ลด์ อาไคฟ์ ซึ่งเป็นคลังรวบรวมข้อมูลผลงานที่เป็นโสตทัศนวัสดุ (ทั้งที่เป็นภาพและเสียง) ซึ่งมีนัยสำคัญเชิงวัฒนธรรมขององค์การเพื่อการศึกษา วิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรมแห่งสหประชาชาติ (ยูเนสโก)
หลังจัดเก็บไว้ระยะหนึ่งก็มีการกู้คืนข้อมูลของเพลงทั้ง 2 ออกมาเพื่อนำมาเล่นซ้ำต่อผู้ฟังใน ที่ประชุม อาร์ทเทค ฟอรัม ในนครโลซาน ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งเป็นกลุ่มนักวิชาการและศิลปินที่รวมตัวกันเพื่อส่งเสริมนวัตกรรมเพื่อการผสมผสานระหว่างวิทยาศาสตร์และวัฒนธรรม ทั้งนี้ไฟล์เพลงทั้ง 2 หากอยู่ในรูปข้อมูลดิจิทัลจะกินเนื้อที่ 140 เมกะไบต์ในฮาร์ดดิสก์ แต่ในการจัดเก็บในรูปของข้อมูลดีเอ็นเอขนาดของมันเล็กกว่าเม็ดทรายมากๆ ด้วยซ้ำไป
เอมิลี เลเพราส์ ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร (ซีอีโอ) ของทวิสต์ ไบโอไซนซ์ อธิบายหลักการจัดเก็บและเรียกคืนข้อมูลในดีเอ็นเอ ว่า ต้องเริ่มต้นจากไฟล์ข้อมูลดิจิทัล ซึ่งเป็นรหัสเลขฐานสองหรือ “ไบนารี โค้ด” (ข้อมูลที่อยู่ในรูปของเลข 0 และ 1 เพื่อการเขียนและอ่านด้วยคอมพิวเตอร์) จากนั้นนักวิจัยจะแปลงข้อมูลที่เป็นไบนารี โค้ด ให้เป็นรหัสพันธุกรรม หรือ “เจเนติค โค้ด” ที่รวมกันขึ้นเป็นดีเอ็นเอ หน่วยย่อยของดีเอ็นเอหรือฐานของดีเอ็นเอดังกล่าวคือนิวคลีโอไทด์ 4 ตัว ประกอบด้วย เอ (adenine-A), ซี (cytosine-C), ที (thymine-T) และจี (guanine-G) โดยกำหนดให้ เอ แทน 00, ซี แทน 10, จี แทน 01 และ ที แทน 11
หลังจากนั้นก็สังเคราะห์ดีเอ็นเอ ท่อนสั้นๆ หรือซีเควนซ์ขึ้น เทียบเท่าข้อมูลขนาด 12 ไบต์ ประกอบด้วย เอ, ซี, ที, และจี ที่กำหนดลำดับตามข้อมูลในไบนารี โค้ด โดยกำหนดตัวเลขหรือ ซีเควนซ์ นัมเบอร์ กำกับไว้ด้วยเพื่อใช้เป็นฐานในการกำหนดที่อยู่ของข้อมูลที่ต้องการภายในดีเอ็นเอสังเคราะห์โดยรวมที่ทำขึ้น เมื่อลำดับซีเควนซ์ทั้งหมดตามลำดับข้อมูลในไบนารี โค้ดจนแล้วเสร็จก็จะได้ข้อมูลในรูปแบบดีเอ็นเอที่ต้องการ
เพื่อให้แน่ใจว่าลำดับข้อมูลที่เป็นเจเนติค โค้ด เป็นไปตามลำดับข้อมูลในไบนารี โค้ด ที่ต้องการจริงอย่างถูกต้อง ทีมวิจัยใช้เทคโนโลยีในการจำแนกดีเอ็นเอ ซึ่งเรียกว่าดีเอ็นเอ ซีเควนซิง เทคโนโลยี และใช้เทคโนโลยีเดียวกันนี้ในการแปลง เจเนติค โค้ด ที่บันทึกเอาไว้กลับมาเป็นข้อมูลดิจิทัล เพื่อนำกลับมาเล่นซ้ำเช่นเดียวกับแฟ้มข้อมูลเพลงดิจิทัลทั่้วไป
เลเพราส์ระบุว่า โดยหลักการแล้ววิธีการดังกล่าว สามารถแปลงไฟล์ดิจิทัลทุกชนิดให้กลายเป็นไฟล์ข้อมูลดีเอ็นเอ ไม่ว่าจะเป็น ไฟล์ภาพยนตร์, วิดีโอ หรือแม้แต่ไฟล์พีดีเอฟ เป็นข้อดีอีกประการของไฟล์ข้อมูลดีเอ็นเอ
ไฟล์ข้อมูลดีเอ็นเอสามารถทำสำเนา (ก๊อบปี้) ได้โดยอาศัยอุปกรณ์ที่เรียกว่า “โพลีเมอเรส เชน รีแอคชั่น แมชีน” ส่วนการจัดเก็บนั้นทางทวิสต์ ไบโอไซนซ์ ได้รับความร่วมมือจาก โรเบิร์ต กราสส์ จากบริษัท อีทีเอช ซูริค ซึ่งเป็นผู้พัฒนาวิธีการจัดเก็บดีเอ็นเอไว้ในอนุภาคของซิลิกาขึ้นมา
ซึ่งหากสมบูรณ์แบบ การจัดเก็บดังกล่าวจะทำให้ข้อมูลในรูปแบบดีเอ็นเอสามารถคงอยู่ได้นานหลายพันหรืออาจเป็นหลายหมื่นปีทีเดียว
