Un equipo de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte ha demostrado que es factible utilizar ADN como medio para almacenar y editar información de manera similar a una computadora tradicional, un avance que antes se consideraba inalcanzable.
Científicos han desarrollado una tecnología que permite llevar a cabo un conjunto integral de funciones de almacenamiento y procesamiento de datos utilizando ADN en lugar de la electrónica convencional.
Las tecnologías anteriores para el almacenamiento y la computación con ADN eran capaces de realizar algunas de estas tareas, pero no todas. En este nuevo enfoque, es posible almacenar, recuperar, procesar, eliminar y reescribir datos de forma reiterada.
“En la computación tradicional, asumimos que los métodos de almacenamiento y procesamiento de datos son compatibles entre sí”, comentó Albert Keung, líder del proyecto y profesor asociado de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, quien es coautor de un artículo sobre esta investigación. “Sin embargo, en realidad, el almacenamiento y el procesamiento se llevan a cabo en secciones separadas de la computadora, y las máquinas modernas son una compleja red de tecnologías”, añadió.
Keung también señaló que “la computación basada en ADN ha enfrentado el reto de cómo almacenar, recuperar y procesar datos cuando estos se encuentran en forma de ácidos nucleicos”.
“En el ámbito de la computación electrónica, la compatibilidad entre todos los componentes de un dispositivo es uno de los motivos por los que estas tecnologías son atractivas. Hasta ahora, se creía que aunque el almacenamiento de datos en ADN podría ser útil para almacenamiento a largo plazo, resultaría complicado, si no imposible, desarrollar una tecnología de ADN que abarque todas las operaciones típicas de los dispositivos electrónicos tradicionales, como almacenar y transferir datos; leer, eliminar, reescribir, recargar o calcular archivos específicos; y realizar todas estas acciones de forma programable y repetitiva. Hemos demostrado que estas tecnologías basadas en ADN son viables porque hemos creado una”, explicó.
La nueva tecnología se ha vuelto posible gracias a innovaciones recientes que han facilitado la creación de materiales poliméricos suaves con morfologías singulares.
“En concreto, hemos diseñado estructuras poliméricas denominadas dendricoloides, que comienzan en la microescala y se ramifican jerárquicamente, formando una red de nanofibras”, indicó Orlin Velev, coautor y profesor de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. “Esta morfología proporciona una gran superficie, lo que nos permite insertar ADN entre las nanofibras sin perder la densidad de datos que hace del ADN un medio atractivo para el almacenamiento”.
“Podrías almacenar miles de datos de computadoras portátiles en un dispositivo basado en ADN del tamaño de una goma de borrar”, agregó Keung.
“La capacidad de extraer información del ADN de las nanofibras permite realizar muchas de las funciones que se llevan a cabo con dispositivos electrónicos”, afirmó Kevin Lin, primer autor del artículo y exestudiante de doctorado. “Podemos copiar información directamente de la superficie del material sin dañar el ADN. También podemos eliminar segmentos específicos de ADN y reescribirlos en la misma superficie, de manera similar a cómo se borran y reescriben datos en un disco duro. Esto nos permite realizar una gama completa de funciones de almacenamiento y procesamiento de datos de ADN. Además, al depositar ADN en el material dendricoloide, este contribuye a preservar el ADN”.
Los investigadores han demostrado que su nueva tecnología de almacenamiento y computación de datos, a la que han denominado “motor de computación y almacenamiento de ADN primordial”, es capaz de resolver problemas sencillos de sudoku y ajedrez. Las pruebas indican que podría almacenar datos de manera segura durante miles de años en espacios comerciales disponibles, sin degradar el ADN que contiene la información.
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