En los últimos años, la humanidad ha creado más datos que en toda la historia combinada: un nivel notable de producción sin signos de desaceleración. Pero, ¿dónde vamos a poner todo eso?
Aunque los científicos aumentan constantemente el tamaño de los discos duros para almacenar la información de la humanidad, y muchos de ellos creen que esto podría hacerse indefinidamente, algunos sugieren que estos esfuerzos eventualmente serán superados por la tasa exponencial a la que generamos datos. En respuesta a tales preocupaciones, los científicos han estado buscando una solución bastante única: almacenar archivos, fotos y documentos en la propia base de datos de información de la naturaleza: el ADN.
El ADN es lo suficientemente vasto y condensado como para contener una cantidad insondable de datos en espacios hiperpequeños. Después de todo, las hebras de doble hélice protegen los planos completos de nuestro cuerpo mientras están metidos dentro de los núcleos celulares de solo 10 micrómetros de ancho. Además, el ADN es naturalmente abundante y puede soportar condiciones muy duras en la Tierra. Los científicos pueden incluso recuperar información genética del ADN que tiene varios siglos de antigüedad.
"Todos los días, se generan varios petabytes de datos en Internet. Solo un gramo de ADN sería suficiente para almacenar esos datos. Así de denso es el ADN como medio de almacenamiento", Kasra Tabatabaei, investigadora del Instituto Beckman de Ciencias Avanzadas. y Tecnología, dijo en un comunicado.
Tabatabaei es coautor de un nuevo estudio, publicado en la edición del mes pasado de la revista Nano Letters, que bien puede llevar el concepto de almacenamiento de datos de ADN a grandes alturas. Esencialmente, el equipo de estudio es el primero en extender artificialmente el alfabeto de ADN, lo que podría permitir capacidades de almacenamiento masivas y acomodar un nivel bastante extremo de datos digitales.
Antes de sumergirnos en los detalles, aquí hay un resumen rápido de biología.
El ADN codifica la información genética con cuatro moléculas llamadas nucleótidos. Hay adenina, guanina, citosina y timina, o A, G, C y T. En cierto sentido, el ADN tiene un alfabeto de cuatro letras y diferentes combinaciones de letras representan diferentes bits de datos. Con solo estas cuatro letras, la naturaleza puede codificar la información genética de cada organismo vivo. Entonces, en teoría, también deberíamos poder almacenar una tonelada de datos digitales con este equipo de letras. Pero, ¿y si tuviéramos un alfabeto más largo? Presumiblemente, eso nos daría una capacidad mucho más profunda.
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| Es fácil imaginar ADN en frascos dentro de computadoras. Foto: Pixabay |
Siguiendo esta línea de pensamiento, el equipo detrás del nuevo estudio agregó artificialmente siete nuevas letras al repertorio de ADN. "Imagina el alfabeto inglés", dijo Tabatabei. "Si solo tuviera cuatro letras para usar, solo podría crear tantas palabras. Si tuviera el alfabeto completo, podría producir combinaciones ilimitadas de palabras. Eso es lo mismo con el ADN. En lugar de convertir ceros y unos en A, G, C y T, podemos convertir ceros y unos en A, G, C, T y las siete letras nuevas en el alfabeto de almacenamiento".
Además, para garantizar que la información codificada en estas 11 letras se pueda regurgitar a pedido, los investigadores también acuñaron 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 letras de ADN hechas por humanos y las naturales, así como para diferenciar todo entre sí.
Con todo, proporciona una lectura extremadamente clara de las combinaciones de letras del ADN, revelando así toda la información que se esconde en su interior.
"Probamos 77 combinaciones diferentes de los 11 nucleótidos, y nuestro método fue capaz de diferenciar cada uno de ellos a la perfección", dijo Chao Pan, estudiante de posgrado en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y coautor de este estudio, en un comunicado, y "el marco de aprendizaje profundo como parte de nuestro método para identificar diferentes nucleótidos es universal, lo que permite la generalización de nuestro enfoque a muchas otras aplicaciones".
El ADN no es la única forma innovadora y prometedora de almacenar nuestros datos compuestos. Un equipo de investigación de la Universidad de Harvard, por ejemplo, está trabajando en el uso de tintes de neón para codificar información invaluable. Aún así, Tabatabaei comentó: "El ADN es el sistema de almacenamiento de datos original de la naturaleza. Podemos usarlo para almacenar cualquier tipo de datos: imágenes, videos, música, cualquier cosa".
Fuente: https://www.cnet.com/science/biology/dna-gets-artificial-upgrade-to-store-humanitys-boundless-digital-data/