Skip to main content
SUPERVISOR
Peyman Sahebsara,Vahid Salari
پیمان صاحب سرا (استاد مشاور) وحید سالاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Rahmati
فاطمه رحمتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

A Software Design for Storing and Restoring Information in "DNA"
Due to ever-increasing growth of information and the lack of responsiveness of current storage media, researchers are looking for high-density, high-capacity, and long-lasting media. In recent years, it has been suggested that 'DNA' is a molecule with all of the mentioned features that has a potential for storing information. In this thesis, we design a software in the Python environment for converting digital information into a 'DNA' matrix and then into a 'DNA' nucleotide sequences in terms of its four nucleotide constructors, including guanine (G), cytosine (C), adenine (A) and thymine (T). There is also a reverse-order program, the conversion of nucleotide sequences to digital image information that ultimately comes with an image output. However, the software is open to future targets and labs to be used in the laboratory environment to store information via the CRISPR method in the living cell genome. In the laboratory, the encoding program is first used to store information on the 'DNA' of the bacterium; which first obtains the nucleotide sequences of the image, and then these sequences are entered in the genome of bacterial cells using the CRISPR method. After multiplication, the sequences from the bacteria are obtained and given to the decoding program, and ultimately the initial output is restored with a good accuracy. Digital video information can also be stored/restored in 'DNA' via this method, indicating that 'DNA' can be used as a live flash memory for storing the all type of data in near future.
با افزایش روزافزون و رشد نمایی اطلاعات در جهان و نیاز به ذخیره‌سازی آن‌ها و عدم پاسخگویی حافظه‌های ذخیره‌سازی اطلاعات کنونی، محققان به دنبال حافظه‌ای با چگالی و ظرفیت بالا و ماندگاری برای مدت زمان‌های طولانی می‌باشند و طی سال‌های اخیر به این نتیجه دست یافته‌اند که ''دی ان آ'' مولکولی دارای تمام ویژگی‌های ذکرشده و ابزاری توانمند برای ذخیره‌سازی اطلاعات است. در این پایان‌نامه هدف، طراحی نرم‌افزارهای رمزنگاری و رمزگشایی با استفاده از کدنویسی در محیط پایتون برای تبدیل اطلاعات دیجیتالی عکس به ماتریس ''دی ان آ'' و سپس به توالی‌های نوکلئوتیدی ''دی ان آ'' برحسب چهار نوکلئوتید سازنده آن( گوانین (G)، سیتوزین (C)، آدنین (A)، تیمین (T))، و همچنین برنامه‌ای با روند معکوس به منظور تبدیل توالی‌های نوکلئوتیدی به اطلاعات دیجیتالی عکس با خروجی نهایی تصویر است. با وجود این نرم‌افزارها راه برای هدف‌های آتی و کار در آزمایشگاه گشوده شده و می‌توان از این نرم‌افزارها در محیط آزمایشگاه برای ذخیره‌سازی اطلاعات بر روی ژنوم سلول‌های زنده با استفاده از روش کریسپر استفاده کرد. روند کار در آزمایشگاه نیز به این صورت خواهد بود که ابتدا از برنامه رمزگذاری برای ذخیره‌سازی اطلاعات بر روی ''دی ان آ'' باکتری استفاده می‌شود و توالی‌های نوکلئوتیدی عکس را بدست آورده و سپس این توالی‌ها با استفاده از روش کریسپر وارد ژنوم سلول‌های باکتری می‌شوند و پس از تکثیر، از باکتری‌ها مجددا توالی‌ها را بدست آورده و با تحویل به برنامه رمزگشایی، عکس اولیه با دقتی خوب بدست می‌آید. با کسب موفقیت در این زمینه می‌توان اطلاعات دیجیتالی فیلم را نیز در ''دی ان آ'' ذخیره کرد و امیدواریم که در سال‌های آتی نه چندان دور، ''دی ان آ'' به عنوان یک فلش مموری زنده برای ذخیره‌سازی هر نوع داده‌ای به کار گرفته شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی