Los científicos han desarrollado lo que afirman es la técnica de almacenamiento de datos más eficiente de la historia, con un nuevo Método de codificación de ADN que se aproxima al máximo teórico para la información almacenada por nucleótido.
Usando un algoritmo llamado Fuente de ADN, los investigadores comprimieron seis archivos en una sola mota de ADN, incluido un cortometraje, un sistema operativo informático completo y una tarjeta de regalo de Amazon, pero eso es solo para empezar. El equipo dice que la misma técnica podría comprimir efectivamente todos los datos del mundo en una sola habitación.
El almacenamiento de datos de ADN no solo es un sorprendente ahorrador de espacio; la técnica también podría permitirnos preservar el conocimiento con extrema robustez y longevidad, a diferencia de los medios tecnológicos tradicionales, que es conocido por sucumbir a todo tipo de fallas con el tiempo.
"El ADN no se degradará con el tiempo como las cintas de casete y los CD, y no se volverá obsoleto; si lo hace, tenemos mayores problemas". dice el científico informático Yaniv Erlich
El almacenamiento de ADN en sí no es nuevo, con la técnica pionero en 2012 por investigadores de la Universidad de Harvard, que descubrieron cómo comprimir un libro de 53.400 palabras en el código genético de las moléculas de ADN sintético, y luego leer los datos nuevamente mediante la secuenciación del ADN.
Desde entonces varios otros equipos han estado tratando de optimizar la técnica, con Microsoft afirmando el año pasado que un método que se le ocurrió fue 20 veces más eficiente que el registro anterior.
A su vez, Erlich y su colega investigadora Dina Zielinski del Centro del Genoma de Nueva York ahora dicen que su propia estrategia de codificación es 100 veces más eficiente que el estándar de 2012 y capaz de grabar 215 petabytes de datos en un solo gramo de ADN
Para el contexto, solo 1 petabyte es equivalente a 13.3 años de video de alta definición, así que si en este momento tiene ganas de mirar con desdén el disco duro externo en el escritorio de su computadora, no lo juzgaremos.
En el corazón del sistema de investigadores hay un algoritmo originalmente diseñado para detectar y corregir errores en aplicaciones de transmisión de video.
Según los investigadores, se puede usar el mismo tipo de mecanismo para evitar errores al leer datos binarios (compuestos de 1s y 0s) que se han traducido al cuatro bases de nucleótidos en el ADN: A, G, C y T.
"(N) de todas las moléculas de ADN se crean por igual", dijo Erlich a Dexter Johnson en IEEE Spectrum.
"Si tiene moléculas de ADN que tienen un largo tramo del mismo nucleótido, como AAA, no es muy favorable para la maquinaria informática. Es muy difícil leer esta molécula sin un error. Por lo tanto, desea evitar tramos como ese". "
El algoritmo de los investigadores logra evitar errores al volver a leer los datos de ADN al codificar adicionalmente una serie de pistas sobre cómo debería verse la información una vez decodificada.
Esto significa que no solo puedes recrear cualquier fragmento de ADN que se pierda en el proceso – También está altamente optimizado.
"Demostramos que podemos almacenar de manera confiable información sobre el ADN y que nuestra organización de la información se acerca al 'empaque óptimo'", Erlich le dijo a Katherine Lindemann en Puerta de la investigación, "lo que significa que es casi imposible ajustar más información sobre la misma cantidad de material de ADN".
Para probar el sistema, el equipo comprimió seis archivos: un sistema operativo de computadora; un cortometraje francés de 1895, Llegada de un tren a La Ciotat; una tarjeta de regalo de Amazon de US $ 50; un virus informático; un Placa pionera; y un artículo académico del teórico de la información Claude Shannon.
El tamaño total del archivo del paquete completo era relativamente pequeño, llegando a solo 2 MB, pero lo importante era probar para ver si el algoritmo de la Fuente de ADN podía codificar la información binaria en datos genéticos sin perder nada de la información.
Después de que los datos digitales, representados en una lista de 72,000 cadenas de ADN, se convirtieron en una mota de moléculas de ADN transportadas en un vial, los investigadores pudieron secuenciar el ADN y recuperar los archivos con cero errores.
Si bien es un resultado impresionante, el equipo dice que pasará algún tiempo antes de que el gasto de almacenar y leer datos en el ADN tenga sentido para el resto de nosotros. Para su paquete de 2MB, los investigadores gastaron $ 7,000 para sintetizar el ADN y otros $ 2,000 para secuenciarlo.
Erlich cree que podría ser más de una década antes de que el almacenamiento de ADN sea accesible para el público en general.
E incluso entonces, la tecnología podría estar reservada para cosas como registrar datos de pacientes en sistemas médicos, en lugar de venderse a los consumidores como el último producto tecnológico.
"Todavía son las primeras etapas del almacenamiento de ADN. Es ciencia básica", dijo Erlich a Eva Botkin-Kowacki en El monitor de la ciencia cristiana.
"No es que mañana vaya a Best Buy y obtenga su disco duro de ADN".
Los hallazgos se informan en Ciencias.