El almacenamiento en ADN expande su alfabeto para guardar datos digitales ilimitadamente

Un grupo de científicos ha extendido artificialmente el «alfabeto» usado en el almacenamiento en ADN, con el objetivo de lograr aumentar la capacidad de guardar datos digitales de manera ilimitada.

La cantidad de datos digitales generados por el mundo no deja de aumentar y llegará un momento en que será difícil tratarlos todos por medios tradicionales. El almacenamiento biológico es una de las tecnologías que se están desarrollando. Y la más avanzada, ya que permitiría almacenar archivos, fotos, documentos y cualquier otro dato digital usando la propia base de datos de información de la naturaleza: el ADN.

Hasta hace poco era una tecnología de ciencia ficción, pero los últimos avances científicos pretenden acercarlo a la realidad. La idea general es tratar el ADN como cualquier otro dispositivo de almacenamiento digital. Solo que aquí se sintetizan hebras de ADN en lugar de datos binarios que se codifican como regiones magnéticas en un disco duro o en memorias NAND flash por una SSD. Las ventajas son notables por la increíble densidad del ADN y por su capacidad para sobrevivir inalterable durante miles de años, dicen, mientras existiera la vida en la Tierra.

Almacenamiento en ADN: todavía más capacidad

El ADN codifica la información genética con cuatro moléculas llamadas nucleótidos. Adenina, guanina, citosina y timina, o para lo que nos ocupa A, G, C y T. En almacenamiento biológico, 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 por lo que el ADN puede ser secuenciado fuera de orden y luego clasificarse en datos utilizables utilizando las direcciones. Con solo esas cuatro letras, el ácido desoxirribonucleico es capaz de almacenar las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos del planeta.

Pero, ¿y si tuviéramos un alfabeto más largo? Con ese enfoque, un grupo de científicos ha añadido artificialmente siete nuevas letras a las del ADN. En lugar de convertir ceros y unos solo en A, G, C y T, pretenden usar las letras nuevas para potencialmente lograr almacenamiento de datos digitales ilimitados. 

Los investigadores también han acuñado un mecanismo novedoso que lee con precisión los datos del ADN sintético. El sistema utiliza algoritmos de aprendizaje profundo e inteligencia artificial para discernir entre las siete letras de ADN artificiales hechas por humanos y las naturales, así como para diferenciarlas entre sí. «Probamos 77 combinaciones diferentes de los 11 nucleótidos, y nuestro método fue capaz de diferenciar cada uno de ellos a la perfección», aseguran.

Veremos qué surge de todo esto. Llegará un momento en que no tendremos capacidad para manejar todos los datos digitales generados en el mundo y necesitaremos otro tipo de tecnología. El almacenamiento en ADN es la más atrevida, pero la más natural que conocemos, con ingente capacidad y resistente sin alteraciones de por vida. Aún quedan décadas para que se convierta en una opción de almacenamiento viable a escala comercial. Faltan dos pasos clave: traducir bits digitales (unos y ceros) en hebras de ADN sintético que representen estos bits con software de codificación y un sintetizador de ADN y leer y decodificar la información nuevamente en bits para recuperar esa información en forma digital.