Princípios importantes
- Os pesquisadores descobriram uma maneira de expandir a capacidade do DNA de reter informações.
- É parte de um esforço para usar DNA para armazenamento de dados de computador.
-
Os dados mantidos no armazenamento de DNA podem ser recuperados após milhares de anos.
Você pode um dia substituir seu disco rígido por um dispositivo de armazenamento feito de DNA, e pode ser uma maneira duradoura de armazenar informações.
Pesquisadores desenvolveram recentemente um método para expandir o armazenamento de dados do DNA estendendo artificialmente o alfabeto do DNA. É parte de um amplo esforço para usar o DNA para armazenar informações de computador.
"O DNA é 1 milhão de vezes mais denso que o dispositivo de armazenamento digital convencional mais denso ", disse Luis Ceze, professor de ciência da computação e engenharia que estuda armazenamento de DNA na Universidade de Washington, em entrevista por e-mail à Lifewire.
Armazenamento de Longa Duração
DNA contém quatro substâncias químicas - adenina, guanina, citosina e timina - muitas vezes referidas pelas iniciais A, G, C e T. Elas formam a famosa dupla hélice em combinações que os cientistas podem decodificar ou sequenciar. Os pesquisadores expandiram a já ampla capacidade do DNA para armazenamento de informações adicionando sete nucleobases sintéticas à linha de quatro letras existente.
"Imagine o alfabeto inglês", disse Kasra Tabatabaei, pesquisadora do Beckman Institute for Advanced Science and Technology e coautora deste estudo, em um comunicado à imprensa. "Se você tivesse apenas quatro letras para usar, você só poderia criar tantas palavras. Se você tivesse o alfabeto completo, você poderia produzir combinações de palavras ilimitadas. É o mesmo com o DNA. Em vez de converter zeros e uns em A, G, C e T, podemos converter zeros e uns em A, G, C, T e as sete novas letras do alfabeto de armazenamento."
A equipe de pesquisa foi a primeira a usar nucleotídeos quimicamente modificados para armazenamento de informações no DNA, mas eles tiveram que encontrar uma nova maneira de interpretá-lo. Eles combinaram aprendizado de máquina e inteligência artificial (IA) para desenvolver um método de processamento de leitura de sequência de DNA para detectar substâncias químicas modificadas de substâncias naturais.
"Tentamos 77 combinações diferentes dos 11 nucleotídeos, e nosso método foi capaz de diferenciar cada um deles perfeitamente ", Chao Pan, estudante de pós-graduação da Universidade de Illinois Urbana-Champaign e coautor deste estudo, disse no comunicado de imprensa. "A estrutura de aprendizado profundo como parte de nosso método para identificar diferentes nucleotídeos é universal, o que permite a generalização de nossa abordagem para muitas outras aplicações."
Um ponto a favor do DNA como meio de armazenamento é sua durabilidade. "Pense em milhares de anos - lembre-se do DNA antigo que foi encontrado", disse Ceze.
DNA nunca se tornará obsoleto.
Os cientistas podem sequenciar filamentos fossilizados para descobrir histórias genéticas e dar vida a paisagens há muito perdidas.
"Em um momento em que enfrentamos desafios climáticos sem precedentes, a importância das tecnologias de armazenamento sustentável não pode ser superestimada", disse Olgica Milenkovic, professora de engenharia elétrica e de computação e coautora do estudo, no comunicado de imprensa. "Novas tecnologias verdes para gravação de DNA estão surgindo que tornarão o armazenamento molecular ainda mais importante no futuro."
Armazenando todas as nossas coisas
DNA pode ser o lugar perfeito para manter os dados crescentes da humanidade. Um relatório recente estima que, em 2020, as pessoas geraram dados equivalentes a 400 bilhões de terabytes ou 40 'caixas de sapatos' de armazenamento de dados de DNA.
A prática de armazenar suas informações no DNA está cada vez mais próxima da realidade. "Para armazenamento de pequenos dados valiosos, o DNA é viável hoje - pense em centenas de MBs", disse Ceze.
Quinze empresas e instituições de tecnologia no ano passado formaram uma aliança para promover o armazenamento de dados de DNA. A Microsoft disse ter demonstrado um sistema totalmente automatizado capaz de armazenar e recuperar dados do DNA; a empresa também armazenou 1 GB de dados em DNA e os recuperou.
Mas Ceze prevê que levará de cinco a 10 anos para que o DNA possa competir com soluções de backup convencionais, como discos rígidos ópticos. Os últimos três anos viram uma explosão de interesse na tecnologia, "O DNA nunca se tornará obsoleto", disse Ceze. "Há um 'espaço de ar' natural, que é desejável para a segurança. [Mas] essas são propriedades muito desejáveis para armazenamento de longo prazo."
