Una investigación desarrollada en la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, ha avanzado en un nuevo método para aprovechar las ventajas del ADN en el almacenamiento de información digital. Logra completar el registro en unos pocos minutos, cuando las técnicas actuales más avanzadas requieren más de 10 horas. Además, facilita el registro de neuronas y podría catapultar la investigación del cerebro hacia una nueva era.
El ADN (ácido desoxirribonucleico) contiene las instrucciones genéticas empleadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos, además de ser responsable de la transmisión hereditaria. Sin embargo, también podría ser extremadamente útil para solucionar los graves problemas de almacenamiento de información que enfrenta la sociedad actual, y que se agudizarán en las próximas décadas.
El problema del almacenamiento de datos
La cantidad de datos que se producen desde el advenimiento de la revolución digital no tiene paralelo con ninguna otra etapa de la historia de la humanidad: para 2025, se estima que generaremos diariamente una cantidad de información que equivaldría a llenar casi 213 millones de DVD cada 24 horas. A este ritmo frenético, es urgente hallar alternativas superadoras que permitan garantizar el resguardo de los datos a largo plazo.
Como sucede en muchos otros campos, la naturaleza se expresa de forma más efectiva que las soluciones creadas por el ser humano: nuestro código genético es millones de veces más eficiente para almacenar datos que las metodologías ofrecidas actualmente por la informática. A pesar de esto, hasta el momento no se han podido superar ciertas barreras que impiden un mayor desarrollo de esta alternativa de almacenamiento de información.
Para poder almacenar datos en el ADN fuera del cuerpo humano se necesita una síntesis química extremadamente lenta. Se emplean registros intracelulares de última generación, pero como obligatoriamente deben respetarse todos los pasos mecánicos de la expresión de proteínas, el proceso puede durar casi medio día y es además muy costoso.
Tema relacionado: Discos duros vivos almacenarán la información en los ordenadores.
Más rápido, económico y eficiente
Según una nota de prensa, los investigadores estadounidenses han logrado un importante avance que agiliza el proceso y lo hace más económico. De acuerdo al nuevo estudio, publicado recientemente en Journal of the American Chemical Society, ahora se necesitarán solamente minutos para guardar enormes cantidades de datos en nuestro código genético.
A diferencia de otras tecnologías, que necesitan imperiosamente la síntesis de proteínas, el nuevo enfoque se basa en el registro de los cambios ambientales: es capaz de detectar mínimas variaciones en el entorno, como modificaciones en la concentración de ciertas sustancias, para utilizarlas en la «grabación» de datos en el ADN. Las enzimas empleadas funcionan como viejas cintas de grabación, registrando en forma continua todos los cambios que van sucediendo.
Saber más del cerebro
Además de simplificar la forma de almacenar datos digitales en el ADN, la nueva técnica también podría marcar un antes y un después en cuanto a la investigación del cerebro, al utilizarse para registrar la actividad de las neuronas.
Las tecnologías actuales han logrado importantes avances, pero todavía se requieren enormes esfuerzos para poder estudiar el cerebro de un invertebrado en su totalidad. En consecuencia, parece una proeza inalcanzable el registro completo de un cerebro humano, teniendo en cuenta su elevada complejidad.
Ahora, el uso del ADN podría eliminar estas limitaciones: los científicos serían capaces de «grabar» la actividad de una cantidad innumerable de neuronas al mismo tiempo y en minutos, accediendo a datos que hoy son inalcanzables y ensanchando las fronteras de la investigación en neurociencias.
Referencia
Recording Temporal Signals with Minutes Resolution Using Enzymatic DNA Synthesis. Namita Bhan, Alec Callisto, Jonathan Strutz, Joshua Glaser, Reza Kalhor, Edward S. Boyden, George Church, Konrad Kording and Keith E. J. Tyo. Journal of the American Chemical Society (2021).DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.1c07331