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El ADN almacena datos en bits después de la actualización epigenética
Un nuevo proceso permite utilizar el ADN como almacenamiento binario. Investigadores de la Universidad de Pekín muestran cómo los cambios epigenéticos pueden almacenar datos de manera eficiente.
El ADN almacena datos en bits después de la actualización epigenética
El ADN existe desde hace miles de años. La instalación de almacenamiento de datos preferida de la humanidad.. Resistente y compacto, es tan denso en información que un gramo es suficiente para 10 millones de horas de alta resolución. video puede salvar.
Pero siempre hay margen de mejora.
Un método novedoso ahora hace posible almacenar información en el ADN como código binario: los mismos 0 y 1 que utilizan las computadoras convencionales. Este método algún día podría ser más barato y más rápido que codificar información en la secuencia de bloques de construcción que componen el ADN, que actualmente utilizan las células y la mayoría de los esfuerzos para hacerlo. Almacenamiento de datos generados artificialmente corresponde al método utilizado.
El método es tan sencillo que 60 voluntarios de diferentes campos pudieron utilizarlo para guardar el texto de su elección. Muchos de ellos inicialmente no creían que la técnica funcionaría, dice Long Qian, biólogo sintético computacional de la Universidad de Pekín en Beijing y autor del estudio. 1, que describe la tecnología.
"Una vez que vieron la secuencia y recuperaron las líneas correctas, empezaron a creer que realmente podían hacerlo", explica. El estudio fue publicado hoy en Nature.
Almacenamiento corto
Esta técnica es sólo una de muchas Intentando convertir el ADN en una alternativa sostenible a lo tradicional, opciones de almacenamiento electrónico que no pueden seguir el ritmo de la creciente producción de datos en el mundo. "Estamos alcanzando límites físicos", afirma Nicholas Guise, físico del Instituto de Investigación Tecnológica de Georgia en Atlanta. "Y constantemente generamos más datos".
La enorme capacidad de almacenamiento del ADN lo convierte en una alternativa atractiva. Además, puede El ADN, cuando se protege de la humedad y la luz ultravioleta, puede durar cientos de miles de años.. Por el contrario, los discos duros electrónicos deben reemplazarse cada pocos años o los datos se dañan.
La forma más obvia de almacenar información en el ADN es insertar los datos en la secuencia de ADN, un proceso que requiere que una hebra de ADN se sintetice desde cero. Este enfoque es lento y mucho más caro que el almacenamiento electrónico de datos, explica Albert Keung, biólogo sintético de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh.
Para desarrollar una forma más económica y rápida, Qian y sus colegas recurrieron a ella. "Epigenoma": una variedad de moléculas que las células utilizan para controlar la actividad genética., sin modificar la propia secuencia de ADN. por ejemplo puede Los llamados grupos metilo se añaden o eliminan del ADN. para cambiar su función.
Qian y sus colegas desarrollaron un sistema en el que una serie de "bloques de construcción" de ADN cortos y prefabricados, con o sin grupos metilo, podrían agregarse a un recipiente de reacción para formar una cadena de ADN en crecimiento con el código binario correcto. Para recuperar los datos, los investigadores utilizan una técnica de secuenciación de ADN, que puede detectar los grupos metilo a lo largo de la cadena de ADN. Los resultados se pueden interpretar como un código binario, donde la presencia de un grupo metilo corresponde a 1 y la ausencia corresponde a 0.
Retrato de panda en ADN
Dado que la técnica utiliza fragmentos de ADN prefabricados, podría optimizarse aún más para permitir la producción en masa, afirma Keung. Esto lo haría mucho más económico que sintetizar una hebra de ADN hecha a medida para cada bit de información que se va a almacenar. El siguiente paso, afirma Keung, será ver qué tan bien se escala el sistema para acomodar grandes conjuntos de datos.
Como paso en esta dirección, Qian y sus colegas codificaron y leyeron las instrucciones para crear una imagen de un tigre de la dinastía Han en la antigua China y una imagen en color de un panda en medio de una exuberante vegetación. Las imágenes estaban codificadas en casi 270.000 unos y ceros, o “bits”.
Por ahora, este campo necesita reducir costos antes de poder competir con el almacenamiento electrónico de datos, afirma Guise. "El almacenamiento de ADN todavía tiene un largo camino por recorrer antes de que pueda volverse comercialmente relevante", afirma. "Pero se necesita tecnología disruptiva".
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Zhang, C. y col. Naturaleza 634, 824–832 (2024).