El almacenamiento de datos en el ADN suena a ciencia ficción, pero se encuentra en un futuro próximo. Los expertos esperan que el primer centro de datos de ADN esté en funcionamiento dentro de cinco a diez años. Los datos no se almacenarán como ceros y unos en un disco duro sino en los pares de bases que forman el ADN: AT y CG. Tal centro de datos tomaría la forma de un laboratorio, muchas veces más pequeño que los actuales.
Estamos hablando de ADN sintético. En el laboratorio, las bases se unen en un cierto orden para formar hebras de ADN producidas sintéticamente. Los archivos y las fotos que actualmente se almacenan en los centros de datos se pueden almacenar en el ADN. Por ahora, la técnica es adecuada solo para el almacenamiento de archivos. Esto se debe a que la lectura de los datos almacenados es muy costosa, por lo que desea consultar los archivos de ADN lo menos posible.
Los grandes centros de datos actuales quedaran obsoletos
El almacenamiento de datos en el ADN ofrece muchas ventajas. Un archivo de ADN se puede almacenar de forma mucho más compacta, por ejemplo, y la vida útil de los datos también es mucho más larga. Sumado a ello, y a diferencia de otros sistemas de almacenamiento que se utilizan en la actualidad como discos duros externos, almacenar información en el ADN no requiere de un mantenimiento constante ni de problemas de incompatibilidad con versiones anteriores, mientras haya vida, la información en el ADN no quedará obsoleta. Pero quizás lo más importante es que esta nueva tecnología vuelve obsoletos los grandes centros de datos que consumen mucha energía. Y esto se necesita desesperadamente, advierte De Greef, "porque en tres años generaremos tantos datos en todo el mundo que no podremos almacenar la mitad".
Más información de la que se puede almacenar
Se estima que en 2025 se crearán 463 exabytes ( un exabyte comprende 1018 bytes, es decir, un trillón de bytes) de datos cada día en todo el mundo. Y si nos paramos a pensar en que aproximadamente un 40 % de la población del mundo todavía no se ha conectado a Internet, la conclusión es que la cantidad de datos que vamos a tener que almacenar y gestionar solo puede dispararse aún más. Con la capacidad teórica de albergar hasta 455 exabytes de datos por gramo, el ADN es una solución sumamente tentadora para solventar nuestras futuras necesidades de almacenamiento de información. Para poner en perspectiva: El tráfico anual de Internet en 2007 se estimaba entre 5 y 9 exabytes y el tráfico anual en 2015 se estimó en 2000 exabytes, según CISCO.
Con nuestros trabajos y nuestras vidas personales cada vez más digitales, hemos visto un crecimiento exponencial de la cantidad de datos que se generan, almacenan y a los que tenemos acceso.
De acuerdo al sitio https://www.internetlivestats.com/
Google procesa 4650 millones de búsquedas cada día.
En YouTube se reproducen unos 4700 millones de vídeos por día.
Se suben más de 350 millones de fotos a Facebook a diario.
Se envían unos 600 millones de trinos diarios en Twitter.
Y se suben unos 60 millones de fotos diarias en Instagram.
Junto con el estudiante de doctorado Bas Bögels, Microsoft y un grupo de socios universitarios, De Greef ha desarrollado una nueva técnica para hacer escalable la innovación del almacenamiento de datos con ADN sintético. Los resultados se han publicado en la revista Nature Nanotechnology . De Greef trabaja en el Departamento de Ingeniería Biomédica y el Instituto de Sistemas Moleculares Complejos (ICMS) en TU Eindhoven y se desempeña como profesor invitado en la Universidad de Radboud.
Bart van Overbeeke
Escalable
La idea de usar hebras de ADN para el almacenamiento de datos surgió en la década de 1980, pero en ese momento era demasiado difícil y costosa. Se hizo técnicamente posible tres décadas después, cuando la síntesis de ADN comenzó a despegar. George Church, genetista de la Escuela de Medicina de Harvard, elaboró la idea en 2011. Desde entonces, la síntesis y la lectura de datos se han vuelto exponencialmente más baratas, y finalmente llevaron la tecnología al mercado.
En los últimos años, De Greef y su grupo se han centrado principalmente en leer los datos almacenados. Por el momento, este es el mayor problema al que se enfrenta esta nueva técnica. El método de PCR que se usa actualmente para esto, llamado "acceso aleatorio", es muy propenso a errores. Por lo tanto, solo puede leer un archivo a la vez y, además, la calidad de los datos se deteriora demasiado cada vez que lee un archivo. Lo que lo hace difícil de escalar.
Así es como funciona: la PCR (reacción en cadena de la polimerasa) crea millones de copias de la pieza de ADN que necesita al agregar un cebador con el código de ADN deseado. Las pruebas de corona en el laboratorio, por ejemplo, se basan en esto: incluso una cantidad minúscula de material de coronavirus de su nariz es detectable cuando se copia tantas veces. Pero si desea leer varios archivos simultáneamente, necesita varios pares de cebadores haciendo su trabajo al mismo tiempo. Esto crea muchos errores en el proceso de copia.
Una cápsula, un archivo
Aquí es donde entran en juego las cápsulas. El grupo de De Greef desarrolló una microcápsula de proteínas y un polímero y luego ancló una lima por cápsula. De Greef: "Estas cápsulas tienen propiedades térmicas que podemos usar para nuestro beneficio". Por encima de los 50 grados centígrados, las cápsulas se sellan solas, lo que permite que el proceso de PCR se lleve a cabo por separado en cada cápsula. Entonces no hay mucho margen para el error. De Greef llama a esto "PCR termoconfinada". En el laboratorio, hasta ahora ha logrado leer 25 archivos simultáneamente sin errores significativos.
Si luego vuelves a bajar la temperatura, las copias se desprenden de la cápsula y el original anclado permanece, por lo que la calidad de tu archivo original no se deteriora. De Greef: "Actualmente tenemos una pérdida del 0,3 por ciento después de tres lecturas, en comparación con el 35 por ciento con el método existente".
Microcápsulas con etiquetas fluorescentes (arriba). Foto: Tom de Greef
Más fácil para buscar
Y eso no es todo. De Greef también ha hecho que la biblioteca de datos sea aún más fácil de buscar. Cada archivo tiene una etiqueta fluorescente y cada cápsula su propio color. Luego, un dispositivo puede reconocer los colores y separarlos entre sí. Esto nos lleva de vuelta al brazo robótico imaginario al comienzo de esta historia, que seleccionará cuidadosamente el archivo deseado del grupo de cápsulas en el futuro.
Esto resuelve el problema de leer los datos. De Greef: "Ahora solo es cuestión de esperar hasta que los costos de la síntesis de ADN caigan aún más. La técnica estará entonces lista para su aplicación". Como resultado, espera que los Países Bajos pronto podrán inaugurar su primer centro de datos de ADN, toda una primicia mundial.
Fuentes
https://blogthinkbig.com/el-adn-es-el-nuevo-usb
https://www.johncaicedo.com.co/2020/05/11/sera-el-adn-la-solucion-al-almacenamiento-limitado-de-datos/
https://www.elara.es/articulos/los-datos-son-el-corazon-de-la-transformacion-digital-de-los-negocios