Muestran cómo se puede reescribir el ADN para guardar archivos digitales durante miles de años
LA NUEVA ERA DEL ALMACENAMIENTO | La información digital crece de forma vertiginosa, pero la capacidad de memoria no aumenta al mismo ritmo. Ahora, científicos están convirtiendo el ADN en un archivo digital de capacidad y durabilidad casi infinitas.
El volumen global de datos crece exponencialmente, entre un 20 y un 60 % anual. En 2025, se estima que el tamaño total del mundo digital será de más de 180 zettabytes (ZB), o billones de gigabytes. Sin embargo, el espacio de almacenamiento no crece al mismo ritmo: para 2040, el volumen de datos excederá de 10 a 100 veces la producción del silicio necesario para guardarlos en memorias flash.
El ADN como solución
El sistema de almacenamiento inventado por la naturaleza, de eficacia probada durante miles de millones de años, guarda la información genética destinada a la fabricación de las proteínas de un ser vivo. La idea de subvertir el propósito original del ADN para codificar y conservar otros tipos de datos no genéticos surgió por primera vez en la década de 1960.
El primer caso real del uso del ADN como soporte de información no genética fue el proyecto Microvenus, creado en 1988 por el precursor del bioarte Joe Davis en colaboración con la Universidad de Harvard. Davis plasmó visualmente en un mapa de bits (ceros y unos) una runa germánica que simboliza la vida y la madre tierra.
Salto tecnológico
En 2011 y 2012, el genetista de Harvard George Church y sus colaboradores codificaron los primeros libros en formato de ADN, junto con algunas imágenes y software. Pero los códigos empleados en estos experimentos aún eran rudimentarios: escasa compresión de datos y baja fidelidad en la recuperación de la información.
En 2013, el sistema creado por Nick Goldman y sus colaboradores en el Instituto Europeo de Bioinformática alcanzó un 100 % de precisión en la recuperación de información almacenada en ADN, que incluía los 154 sonetos de Shakespeare.
Capaz y duradero
Los nuevos sistemas tratan de exprimir las increíbles propiedades del ADN. En cuanto a su capacidad de almacenamiento, si pudiera empaquetarse como los genes en la bacteria E. coli, toda la información del planeta cabría en un kilo de ADN. Incluso a niveles menos óptimos, pulveriza la densidad de memoria de los soportes electrónicos.
En 2017 un algoritmo bautizado como DNA Fountain, o fuente de ADN, se acercó al 85 % de su límite de capacidad, almacenando 215 petabytes (millones de GB) por gramo.
Blindado contra la obsolescencia
Otra ventaja del ADN como archivo de memoria es que está blindado contra la obsolescencia. Según cuenta Nick Goldman a SINC, «aunque la tecnología concreta pueda cambiar, siempre tendremos el hardware adecuado para leerlo porque es muy importante para las biociencias modernas, así que básicamente es a prueba de futuro«.
Además, y frente al elevado consumo de energía de los sistemas informáticos, el archivo de ADN es una opción energéticamente eficiente, y por tanto potencialmente más ecológica.
Sistemas más flexibles
Es por esto que algunos investigadores exploran otra vía que evite crear cadenas de ADN desde cero: en lugar de codificar los datos en la secuencia, se trata de aprovechar la estructura de la molécula ya existente para grabar información mediante modificaciones en ella; por ejemplo, pequeños cortes.
Los investigadores que han desarrollado este sistema lo equiparan a las tarjetas perforadas como las que se empleaban en las antiguas computadoras.
El ADN como prueba de autenticidad es una de las aplicaciones del «ADN de las cosas» (DoT, por sus siglas en inglés), un concepto creado por Robert Grass y sus colaboradores.
Almacenamiento de ADN en otros países y sus aplicaciones
El uso del ADN como medio de almacenamiento de datos no se limita a un solo país o región. En China, investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China han desarrollado un método para almacenar datos en ADN utilizando una técnica de síntesis de ADN más eficiente.
En Estados Unidos, la empresa Synthego ha desarrollado una plataforma de almacenamiento de ADN que permite a los usuarios almacenar y recuperar datos de manera segura y eficiente.
En Europa, el Instituto de Investigación en Inteligencia Artificial de la Universidad de Edimburgo está explorando el uso del ADN como medio de almacenamiento de datos para aplicaciones de inteligencia artificial.
En cuanto a las aplicaciones, el almacenamiento de ADN se está considerando para la preservación de datos a largo plazo, como registros históricos, documentos legales y información científica.
Además, el uso del ADN como medio de almacenamiento de datos también se está explorando en el campo de la biomedicina, donde se podría utilizar para almacenar información sobre enfermedades y tratamientos.
Desafíos y futuro del almacenamiento de ADN
A pesar de los avances en el almacenamiento de ADN, todavía existen desafíos que superar, como la estabilidad y la durabilidad del ADN, así como la eficiencia y el coste de la síntesis y la secuenciación del ADN.
Sin embargo, con la continua investigación y desarrollo en este campo, se espera que el almacenamiento de ADN se convierta en una opción viable para la preservación de datos a largo plazo y otras aplicaciones.