La humanidad tiene un gran problema de almacenamiento de datos. En los últimos dos años, la gente ha creado más información que en toda la historia anterior. Y este flujo de información pronto superará la capacidad de los discos duros.
Los investigadores dicen que han encontrado una nueva forma de codificar información digital en el ADN. Un gramo de ADN puede almacenar 215 petabytes (215 millones de gigabytes) de datos. Por lo tanto, toda la información creada por una persona ocupará un contenedor del tamaño de un par de camiones.
El ADN tiene muchas ventajas para almacenar información digital. Es ultracompacto y se puede almacenar durante miles de años en un lugar fresco y seco. Y la gente siempre podrá descifrarlo. "El ADN no se degrada con el tiempo como los casetes o los discos, y no se vuelve obsoleto", dice Yaniv Ehrlich, científico de la Universidad de Columbia (EE. UU.).
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Los científicos han estado preservando información digital en el ADN desde 2012, cuando los genetistas de la Universidad de Harvard (EE. UU.) George Church, Sri Kosuri y sus colegas encriptaron un libro de 52 mil palabras en miles de fragmentos de ADN usando hebras del alfabeto de cuatro letras: A, G, T y C para codificar los ceros y unos del archivo digitalizado.
Este sistema de cifrado era relativamente ineficaz y solo podía almacenar 1,28 petabytes por gramo de ADN. Otros enfoques han funcionado mejor. Pero ninguno permitió que el ADN retenga más de la mitad de su capacidad máxima. El ADN puede soportar alrededor de 1.8 bits por nucleótido de ADN (el número no llega a los 2 bits debido a errores de lectura y escritura raros pero inevitables).
Ehrlich decidió que se acercaría más a este límite. Por lo tanto, él y Dina Zilinski recurrieron a los algoritmos que se utilizaron para cifrar y descifrar información. Comenzaron con 6 archivos, que incluían un sistema operativo completo, un virus informático, una película francesa de 1895 titulada La llegada de un tren a La Ciotat y un estudio de 1948 del teórico Claude Shannon. Primero, los científicos convirtieron los archivos en cadenas binarias de unos y ceros, los comprimieron en un archivo base y luego dividieron los datos en cadenas cortas de código binario. Desarrollaron un algoritmo llamado "Fuente de ADN" que empaqueta cadenas al azar en los llamados "blobs". Los investigadores agregaron etiquetas adicionales a estos para que pudieran reconstruirse más tarde en el orden correcto. En total, los científicos han generado una lista digital de 72 mil hebras de ADN,cada 200 caracteres de longitud.
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Los enviaron como archivos de texto a la startup Twist Bioscience en California, donde sintetizaron hebras de ADN. Dos semanas después, Ehrlich y Zilinski recibieron por correo una ampolla con un fragmento de ADN, en la que sus archivos estaban encriptados. Para descifrarlos, los científicos utilizaron tecnología moderna de secuenciación de ADN. Las secuencias se enviaron a una computadora, que tradujo el código genético de nuevo a binario y usó etiquetas para reensamblar los seis archivos originales. La tecnología funcionó tan bien que los nuevos archivos estaban libres de errores.
Sin embargo, Kosuri y Ehrlich señalaron que el nuevo enfoque no está listo para su uso a gran escala. Gastaron 7 mil dólares para sintetizar 2 megabytes de información en archivos y otros 2 mil dólares para leerlos. En comparación con otras formas de almacenamiento de datos, la escritura y lectura del ADN es relativamente lenta.
