Es capaz de almacenar miles de millones de megabytes en un solo gramo de material genético.

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Primero desaparecieron los casetes y los discos de vinilo. Luego se quedaron obsoletos los CDs y los DVDs. Ahora, las memorias USB se están quedando atrás a causa del peso de Internet. Sin embargo, sigue siendo necesario diseñar nuevos sistemas capaces de almacenar cada vez mayores cantidades de información. En parte por eso, varios grupos de investigación se han fijado en uno de los sistemas de almacenamiento más perfectos que existen en el mundo, el ADN.

Recientemente, un equipo de científicos de la Universidad de Columbia (Estados Unidos) y del New York Genome Center han dado un importante paso adelante en esta tarea de usar el ADN como un sofisticado «pen-drive». Según han publicado en la revista Science, han logrado crear el sistema más eficaz hasta el momento, porque es capaz de almacenar 215 petabytes (un petabyte equivale mil millones de megabytes) de información por gramo de material genético.

Tal como ha explicado en un comunicado Yaniv Erlich, uno de los coautores del estudio e investigador en la Universidad de Columbia, una de las grandes ventajas de usar el ADN es que este «no se degradará a lo largo del tiempo como ocurre con los casetes o los CDs». Y, desde luego, siempre y cuando no ocurra una revolución sin precedentes en la naturaleza, el ADN «tampoco se quedará obsoleto».

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Probablemente, nada en la historia de la transmisión de la información ha alcanzado el éxito del ADN. El material genético se transmite de generación en generación y contribuye a guardar «los datos» necesarios para hacer funcionar las células, junto a las proteínas y el ARN. Es capaz de almacenar mucha información en poco espacio (por eso está muy compactado y enrollado) y lo hace de forma muy estable y segura. Además, el ADN es una molécula duradera que puede conservarse durante cientos de miles de años si las condiciones son adecuadas.

Un corto y un virus de ordenador

Yaniv Erlich y Dina Zielinski, coautora e investigadora en el New York Genome Center, trataron de aprovecharse de estas ventajas. Después de usar un algoritmo diseñado por ellos, lograron codificar seis archivos distintos en el ADN: un sistema operativo, un cortometraje francés de 1895, llamado La llegada del tren a la Ciotat, un cheque regalo, un virus de ordenador, una placa de la Pioneer y un estudio de 1948 del teórico de la información Claude Shannon.

El proceso no fue tan fácil como el de grabar una película en un «pen-drive». Primero tuvieron que comprimir los datos en un archivo maestro, para luego partirlos en pequeñas cadenas de código binario (hecho de ceros y unos). Pero lo crucial e innovador fue aplicar su algoritmo, llamado «códigos fuente», porque les permitió empaquetar esas cadenas de información en módulos, donde la información estaba traducida al código genético (formado por las letras A, C, G y T). Por último, se eliminaron las combinaciones que podían generar errores y se añadió un código de barras para recuperar los archivos después.

Al final de todo ese proceso, obtuvieron un código escrito en el lenguaje del ADN que ahora solo requería ser trasladado hasta el soporte físico real: el material genético. Para ello, enviaron esta información (una lista digital de 72.000 cadenas de ADN, cada una de 200 bases o letras) a un grupo que sintetiza ADN para contener información digital. La empresa Twist Bioscience.

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De nada sirve almacenar información si no se puede recuperar. Así que, una vez que obtuvieron su ADN con la información almacenada, lo secuenciaron (leyeron) y usaron sus sistema informático para recuperar los códigos. Según ellos en todo ese proceso no se cometió ningún error, y pudieron disfrutar de los archivos extraídos del ADN. Es más, pudieron multiplicar las copias de ADN sin fallos.

Así han logrado almacenar 215 petabytes por gramo de ADN, lo que multiplica por 100 los resultados alcanzados en intentos previos y se acerca al límite teórico máximo. Además, esto ha permitido almacenar un 60 por ciento más de información que lo que se había conseguido hasta ahora.

Sin embargo, el método tiene un gran inconveniente: los costes. Es tan caro sintetizar el ADN y luego leerlo, que hicieron falta más de 8.500 euros para poder almacenar 2 megabytes de información. Si una canción en formato MP3 ocupa alrededor de tres o cuatro megabytes, harían falta muchos miles de euros para codificar un sencillo disco de música en ADN.

Por suerte, es probable que en los próximos años los costes de estas técnicas se abaraten mucho.

Publicado el 5 de marzo de 2017 Sin comentarios
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