Por muy eficientes que puedan ser los sistemas de almacenamiento de datos electrónicos, no tienen nada que ver con la versión de la naturaleza. ADN. Una nueva técnica para escribir datos en el ADN funciona como una imprenta y hace que sea tan fácil que cualquiera pueda hacerlo.
Escribir datos en el ADN generalmente implica sintetizar hebras, una letra a la vez, como enhebrar cuentas en una cuerda. Obviamente, se trata de un proceso muy lento, especialmente cuando puede haber miles de millones de esas letras o bases en una secuencia de ADN determinada.
pero lo nuevo imprenta de ADN acelera drásticamente el proceso. El equipo creó un conjunto de 700 ladrillos de ADN, cada uno con 24 bases, que funcionan como piezas de tipos móviles. Estos pueden organizarse en el orden deseado y luego usarse para “imprimir” sus datos en cadenas de plantilla de ADN.
En lugar de escribir un bit a la vez, esta imprenta acelera hasta 350 bits simultáneamente, por reacción.
Para simplificar el proceso, los datos no se codifican en las habituales letras GCAT del ADN, sino en los familiares unos y ceros del código binario. En este caso, se adhirieron marcadores químicos a algunos bloques de ADN, pero no a otros: los que tenían marcadores representaban los unos y los que no los tenían, los ceros.
el equipo probó la técnica almacenando imágenes, incluidos 16.833 bits de un antiguo calco chino de un tigre y una fotografía de un panda compuesta por más de 252.500 bits. Después de algunos ajustes, el 100 por ciento de los datos se pudo recuperar utilizando métodos estándar de lectura de ADN.
Para mostrar lo sencillo que podría ser su uso, el equipo ejecutó un experimento con 60 personas. Los participantes utilizaron una plataforma de software llamada iDNAdrive para codificar fragmentos de texto de su elección, con un total de alrededor de 5.000 bits. Los datos se leyeron exitosamente con una precisión del 98,58 por ciento.
la apelación de almacenamiento de datos de ADN está claro. Por un lado, es increíblemente denso: se estima que se pueden almacenar más de 10 mil millones de gigabytes de datos en tan solo 1 cm3 del ADN. Mejor aún, si se almacenan en las condiciones adecuadas, estos datos pueden durar miles o incluso millones de añoslo que lo convierte en un excelente sistema de archivo.
Leer datos del ADN es relativamente rápido, pero la escritura es el cuello de botella. Lo mismo podría decirse del texto en la antigüedad, por lo que los investigadores del nuevo estudio aplicaron una solución similar.
La invención de la imprenta de tipos móviles permitió la aparición de los primeros textos producidos en masa. Los caracteres individuales de sus pequeños sellos se podían organizar en bloques grandes para imprimir muchas copias rápidamente. La inspiración para los tipos móviles moleculares provino de la forma en que nuestras propias células almacenan y procesan datos.
Cada célula de tu cuerpo contiene tu genoma completo. Lo que diferencia las células en varios tejidos es una capa adicional de información llamada epigenoma. Los marcadores químicos adjuntos indican qué genes deben activarse o desactivarse para permitir que las células realicen diferentes funciones.
Para decirlo de otra manera, si su cuerpo fuera una empresa, cada empleado recibiría el mismo manual, pero diferentes departamentos (cerebro, hígado, piel, etcétera) tienen diferentes capítulos resaltados, por lo que las células conocen la información específica que necesitan para realizar su trabajo. .
para lo nuevo imprenta de ADNestos marcadores, o grupos metilo, contienen la información que se escribe y se lee. Los ladrillos de ADN son las piezas de tipos móviles y las hebras de plantilla de ADN en blanco son el papel.
Cuando se necesita una determinada secuencia, se seleccionan los ladrillos correspondientes y se colocan en solución con la plantilla. Una vez allí, los ladrillos se unen a regiones específicas a lo largo de la plantilla de ADN.
Finalmente viene la tinta. Una enzima copia todos los grupos metilo de los ladrillos en cada parte de la plantilla de ADN. Más tarde, un secuenciación de nanoporos Luego, el dispositivo puede leer el patrón de unos y ceros para recrear los archivos digitales almacenados.
Debido a que los ladrillos se autoensamblan en la cadena de ADN modelo, se produce mucha escritura a la vez, en lugar de hacerlo poco a poco. Acelerar el proceso y hacerlo accesible a personas no científicas podría ayudar a que el ADN se convierta en un medio viable de almacenamiento de datos.
El artículo fue publicado en la revista. Naturaleza.