Nuevo avance en almacenamiento biológico, ahora en moléculas artificiales comunes

Científicos de la Universidad de Brown han demostrado que es posible almacenar datos digitales en moléculas artificiales, como los aminoácidos y los azúcares. Un paso más hacia los sistemas de almacenamiento biológico que podrían almacenar vastas cantidades de datos en espacios pequeños. 

¿Recuerdas el almacenamiento de datos en ADN? Puede haber una forma más sencilla y barata de almacenar información. La presencia o ausencia de una molécula dada crea un bit de datos, y la complejidad de la mezcla decide cuántos bits puede contener esa mezcla. Después de eso, es cuestión de colocar miles de mezclas en pequeñas placas de metal como gotas a nanoescala, usando un espectrómetro de masas para decodificar los datos.

Los investigadores han utilizado este método para almacenar imágenes de un ancla, un gato egipcio y un cabra montesa, siendo capaz de recuperar los datos con aproximadamente el 99 por ciento de precisión. No es suficiente para los parámetros actuales, pero ciertamente muestra que la idea puede funcionar.

Los científicos se apresuraron a caracterizar esto como una prueba de concepto, ya que hay muchas mejoras pendientes. Las placas podrían ser mucho más pequeñas y los procesos deben ser más rápidos. Sin embargo, con el tiempo, este tipo de almacenamiento biológico podría tener sentido para formas particulares de información.

Estas moléculas son considerablemente más pequeñas que el ADN, no requieren energía e incluso podrían ser más estables que la memoria electrónica convencional, ya que son más resistentes a las condiciones ambientales extremas. El almacenamiento molecular podría ser el medio de elección para almacenar pequeñas cantidades de datos.

Almacenamiento biológico: todavía manda el ADN

Sin embargo, el ADN todavía es mejor que las moléculas artificiales comunes para el manejo de grandes cantidades de datos. Y las pruebas avanzan hasta el punto que este tipo de sistemas podrían salir pronto de los laboratorios donde llevan años a prueba.

La investigación en almacenamiento biológico trata el ADN como cualquier otro dispositivo de almacenamiento digital. En lugar de datos binarios que se codifican como regiones magnéticas en un plato de unidad de disco duro, se sintetizan hebras de ADN que almacenan 96 bits donde cada una de las bases (TGAC) representan un valor binario (T y G = 1, A y C = 0).

Para leer la información almacenada en el ADN, sólo se tiene que secuenciar -como si fuera un genoma humano- y convertir cada una de las bases TGAC de nuevo en binario. Para ayudar con la secuenciación, cada hebra de ADN tiene un bloque de direcciones de 19-bit al principio (los bits de color rojo en la imagen de abajo) por lo que el ADN puede ser secuenciado fuera de orden y luego clasificarse en datos utilizables utilizando las direcciones.

Las ventajas del almacenamiento biológico son colosales. Su increíble densidad permitiría almacenar 1.000 millones de Tbytes en un gramo. Como ejemplo, comentar que para almacenar la información de una simple gota de ADN necesitaríamos 233 discos duros de 3 Tbytes con un peso total de 151 kilogramos.

Además de capacidad, sería una memoria con un consumo de energía cero, podría sobrevivir inalterable durante miles de años y la tecnología podría usarse mientras existiera vida en la Tierra, algo que no puede ofrecer ningún otro tipo de «material».

No es perfecto. El ADN no se puede reescribir y habría que crear nuevas secuencias permanentemente si quisiéramos utilizarlo -por ejemplo- como un disco duro. También hay que rebajar el coste de la secuenciación genética, la preparación de los oligonucleótidos y el alto coste de su compra a empresas especializadas. El uso de moléculas artificiales comunes podría ser una solución, sobre todo por costes.

Sí. Tecnologías de ciencia ficción hasta hace muy poco, pero que en un futuro nos permitirá almacenar datos digitales de cualquier tamaño.