El uso de ADN para el almacenamiento de datos ahora es mucho más eficiente
Diseño Erkmen/Alamy
El ADN se ha utilizado durante años para almacenar datos, pero codificar información en la molécula es un trabajo minucioso. Ahora, los investigadores lo han acelerado drásticamente imitando un proceso biológico natural que impulsa la expresión genética. Esto podría conducir a tecnologías duraderas de almacenamiento de datos de ADN que puede hacer usted mismo.
Aunque un solo gramo de ADN puede almacenar cientos de millones de gigabytes de datos, la tecnología para utilizarlo aún no es completamente viable. Esto se debe en parte a que el proceso de codificación de datos en el ADN requiere que cada molécula se sintetice “desde cero” después de haber sido diseñada para codificar una información específica.
largo qian en la Universidad de Pekín en China y sus colegas han desarrollado una forma de escribir información en el ADN de manera más eficiente.
“Una buena analogía es usar una máquina de escribir, donde hay que escribir cada letra, en lugar de imprimirla”, dice Harris Wang en la Universidad de Columbia en Nueva York, que no participó en el trabajo. “Básicamente, podrían obtener todos [the information] en el ‘papel’ de una vez”.
El equipo convirtió largas hebras de ADN en código binario, la secuencia de unos y ceros que se utiliza en informática para almacenar datos. Comenzaron con plantillas de ADN prefabricadas que sirvieron como base sobre la que agregaron hebras de ADN más cortas, de forma similar a enhebrar cuentas en un hilo. Luego utilizaron una reacción química para agregar un grupo metilo, que es una molécula hecha de carbono e hidrógeno, a algunas de estas “perlas”. Las cuentas metiladas se convierten en los 1 del código binario y las no metiladas sirven como los 0.
Las células utilizan naturalmente el mismo proceso de metilación para “modificar el ADN sin cambiar la secuencia subyacente, lo que les permite almacenar capas adicionales de información regulatoria de manera estable a lo largo del tiempo”, dice Qian. Ella y sus colegas descubrieron cómo realizar este proceso muchas veces a la vez, en paralelo, agregando un código de barras especial a cada plantilla. Esto les permitió escribir 350 unidades de información, o bits, en una muestra de ADN a la vez, cientos de veces más que el estándar anterior de sólo un bit a la vez.
En las pruebas, ellos almacenó una imagen de un panda y de un calco con forma de tigre de la antigua China, y luego los recuperó con un secuenciador de ADN ayudado por un algoritmo de corrección de errores. Las imágenes recuperadas se reprodujeron con una precisión del 97 por ciento o más.
Los calcos de un grabado de tigre (izquierda) se codificaron en ADN y luego se recuperaron como la imagen de la derecha.
Cheng Zhang et al. (2024)
Finalmente, hicieron que el proceso fuera tan conveniente que 60 estudiantes voluntarios pudieron practicar el almacenamiento de texto en muestras de ADN usando hazlo tu mismo kits que incluían equipos químicos simples para la reacción de metilación y un programa de computadora que traducía sus palabras en código. Aunque estos voluntarios no habían sido capacitados previamente para trabajar con ADN, las tasas de error en su proceso de codificación fueron inferiores al 2 por ciento. Qian dice que esto podría conducir a “impresoras de ADN de escritorio o kits de almacenamiento [that] podría desarrollarse para su uso en el hogar o en pequeñas organizaciones, permitiendo a los usuarios realizar copias de seguridad de datos personales importantes, como documentos legales o fotografías digitales, en una forma que puede durar siglos”.
Wang dice que la tecnología basada en el ADN podría ser especialmente útil para el almacenamiento de archivos, y aunque los discos tecnológicos y las cintas magnéticas pueden eventualmente quedar en el camino, él piensa que la secuenciación del ADN seguirá mejorando.
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