Logran usar ADN como si fuera una computadora para almacenar y editar datos

Científicos han demostrado una tecnología capaz de realizar un conjunto completo de funciones de almacenamiento y computación de datos que utiliza ADN en lugar de la electrónica convencional.

Las tecnologías anteriores de almacenamiento y computación de datos de ADN podían completar algunas de estas tareas, pero no todas. En este caso, es capaz de almacenar, recuperar, computar, borrar o reescribir datos repetidamente.

“En las tecnologías de computación convencionales, damos por sentado que las formas en que se almacenan y procesan los datos son compatibles entre sí”, dice en un comunicado el líder del proyecto Albert Keung, profesor asociado de ingeniería química y biomolecular en la Universidad de North Carolina State y coautor correspondiente de un artículo sobre el trabajo.

“Pero en realidad, el almacenamiento y el procesamiento de datos se realizan en partes separadas de la computadora, y las computadoras modernas son una red de tecnologías complejas”, añadió.

“La computación de ADN ha estado lidiando con el desafío de cómo almacenar, recuperar y computar cuando los datos se almacenan en forma de ácidos nucleicos”, dice Keung.

“Para la computación electrónica, el hecho de que todos los componentes de un dispositivo sean compatibles es una de las razones por las que esas tecnologías son atractivas. Pero, hasta la fecha, se ha pensado que, si bien el almacenamiento de datos de ADN puede ser útil para el almacenamiento de datos a largo plazo, sería difícil o imposible desarrollar una tecnología de ADN que abarcara la gama completa de operaciones que se encuentran en los dispositivos electrónicos tradicionales: almacenar y mover datos; la capacidad de leer, borrar, reescribir, recargar o calcular archivos de datos específicos; y hacer todas estas cosas de manera programable y repetible. Hemos demostrado que estas tecnologías basadas en ADN son viables, porque hemos creado una”, explicó.

La nueva tecnología es posible gracias a técnicas recientes que han permitido la creación de materiales poliméricos blandos que tienen morfologías únicas.

“En concreto, hemos creado estructuras poliméricas que llamamos dendricoloides: comienzan en la microescala, pero se ramifican entre sí de forma jerárquica para crear una red de fibras a escala nanométrica”, dice Orlin Velev, coautor correspondiente y profesor de Ingeniería química y biomolecular en North Carolina State. “Esta morfología crea una estructura con una gran superficie, lo que nos permite depositar ADN entre las nanofibrillas sin sacrificar la densidad de datos que hace que el ADN sea atractivo para el almacenamiento de datos en primer lugar”.

“Podrías poner miles de datos de computadoras portátiles en un almacenamiento basado en ADN que es del mismo tamaño que una goma de borrar de lápiz”, dice Keung.

“La capacidad de distinguir la información del ADN de las nanofibras en las que está almacenada nos permite realizar muchas de las mismas funciones que se pueden hacer con los dispositivos electrónicos”, dice Kevin Lin, primer autor del artículo y ex estudiante de doctorado. “Podemos copiar información del ADN directamente de la superficie del material sin dañar el ADN. También podemos borrar fragmentos específicos de ADN y luego reescribirlos en la misma superficie, como borrar y reescribir información almacenada en el disco duro. Básicamente, nos permite realizar la gama completa de funciones de almacenamiento y computación de datos de ADN. Además, descubrimos que cuando depositamos ADN en el material dendricoloide, el material ayuda a preservar el ADN”.

Los investigadores han demostrado que la nueva tecnología de almacenamiento y computación de datos, a la que llaman “motor de computación y almacenamiento de ADN primordial”, es capaz de resolver problemas simples de sudoku y ajedrez. Las pruebas sugieren que podría almacenar datos de forma segura durante miles de años en espacios disponibles comercialmente sin degradar el ADN que almacena la información.

El estudio se publica en Nature Nanotechnology.