Nuevo avance en los sistemas de almacenamiento de datos en ADN

El almacenamiento de datos en ADN dejó de ser una tecnología de ciencia ficción y aunque todavía faltan muchos años de investigación y desarrollo para la llegada de soluciones comerciales, el objetivo está más cerca gracias a los avances que están consiguiendo los científicos.

Por si no conoces este tipo de tecnologías, decir que es un tipo de almacenamiento biológico que trata el ADN como cualquier otro dispositivo de almacenamiento digital. «Simplemente», en lugar de datos binarios que se codifican como regiones magnéticas en un plato de unidad de disco duro o en las memorias flash de una SSD, aquí 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).

El resultado potencial está fuera de cualquier parámetro racional, ya que, en teoría, un solo gramo de ADN podría contener la asombrosa cantidad de 215.000 Tbytes de información digital.

Almacenamiento de datos en ADN, más cerca

Desde la Universidad de Pekín y otras tres instituciones nos llega otro avance que ha sido publicado en Nature y que promete ser un método más rápido y económico para almacenar datos en ADN. Hay que señalar que los métodos convencionales para codificar datos en cadenas de ADN implican la creación de secuencias de ADN personalizadas desde cero. Los científicos denominan a este proceso síntesis de novo. Esta técnica requiere mucho trabajo, es lenta, costosa y propensa a errores.

La propuesta de estos investigadores describe una alternativa inteligente: utilizar la metilación del ADN que se produce de forma natural para reescribir las cadenas de ADN en lugar de crear otras nuevas. La metilación es una parte de la modificación epigenética del ADN que se produce durante la vida de un organismo en lugar de a lo largo de generaciones. Los científicos la utilizaron para, en esencia, «imprimir» nuevos datos en el ADN existente.

Los investigadores diseñaron 700 componentes de ADN de «tipo móvil» diferentes a partir de ácidos nucleicos. Con ellos, pueden escribir datos de forma manual o automática metilando puntos específicos en cadenas de ADN existentes y mutando «epi-bits» para codificar la información. Para que los profanos entendamos el alcance de esta investigación, dicen que el avance es comparable a escribir un libro con un procesador de textos en lugar de con un martillo y un cincel como hacían nuestros ancestros.

Primeras pruebas exitosas

El equipo probó su método codificando imágenes como la de un tigre chino (16.833 bits) y la de un panda (252.504 bits) a unos 350 bits por reacción. Esta velocidad es glacialmente lenta en comparación incluso con el HDD más lento, pero sigue siendo una gran mejora con respecto a la síntesis de novo. Además, dado que la técnica reutiliza el ADN existente en lugar de sintetizar nuevas hebras, el enfoque es teóricamente mucho más barato.

Los investigadores también crearon una aplicación de almacenamiento de ADN fácil de usar llamada iDNAdrive que hace que el proceso sea accesible incluso para no científicas. Sesenta voluntarios sin formación en biotecnología codificaron manualmente alrededor de 5.000 bits de datos de texto utilizando el software. Otra de las ventajas de la aplicación es que aumenta la accesibilidad del almacenamiento de ADN fuera de los laboratorios.

«Ahora que el almacenamiento de datos con ADN está entrando en las primeras etapas de su comercialización, el marco epi-bit demuestra posibles direcciones en el almacenamiento paralelo de información molecular con modularidad prefabricada», dijeron los investigadores.

La carrera por conseguir que los sistemas de almacenamiento de datos en ADN se conviertan en una realidad comercial está en marcha, especialmente en un momento en que los centros de datos consumen cada vez más energía. El proyecto DNAMIC (Microfábrica de ADN para el Archivado Autónomo), dirigido por la empresa lituana Genomika y co-financiado por la Unión Europea, es uno de los proyectos más interesantes, al prometer «almacenar todos los datos del mundo en una pequeña caja». Todo en teoría porque la práctica es muchísimo más compleja.