Investigadores guardan imágenes no con un microchip, sino con metabolitos
Las moléculas pequeñas pueden codificar los datos de una imagen y leerse con una precisión superior al 98%.
Un ancla, un íbice y un gato egipcio: todas las imágenes que un equipo de investigación de la Universidad de Brown, dirigido por Jacob Rosenstein, codificó y decodificó a partir de mezclas de pequeñas moléculas llamadas metabolitos. Demuestran el potencial de este sistema de almacenamiento de información de moléculas pequeñas en un nuevo artículo publicado el 3 de julio en la revista de acceso abierto PLOS ONE.
Escritura y lectura de datos codificados en mezclas de metabolitos. a) Los datos de imágenes binarias se cartografían en un conjunto de mezclas de metabolitos, determinando cada bit la presencia/ausencia de un compuesto en una mezcla. Por ejemplo, un punto mapeado a cuatro bits con valores[0 1 0 1 0 1] puede contener el 2º y 4º metabolito en esa ubicación. b) Pequeños volúmenes de la mezcla se colocan sobre una placa de acero y se evapora el disolvente (barras de escala: 5 mm). Este conjunto de datos químicos se analiza mediante la espectrometría de masas MALDI (b, fondo). Utilizando los picos de espectro de masas observados, se toman decisiones sobre qué metabolitos están presentes. Estas decisiones son reunidas a partir del conjunto de puntos para recuperar la imagen original. La imagen mostrada es la de los colores del Rhode Island Hope Regiment[28].
Kennedy et al., 2019
Los microchips se han convertido en la forma estándar de almacenar datos, como un documento en un ordenador doméstico o una instantánea en un teléfono. Recientemente, los científicos han experimentado con formas de codificar información utilizando biomoléculas, como el ADN, mediante la síntesis de un genoma artificial. En este nuevo estudio, los investigadores muestran que pueden codificar información usando un tipo diferente de biomolécula, los metabolitos. Utilizaron robots de manipulación de líquidos para escribir información digital mediante mezclas de metabolitos en una cuadrícula en una superficie. Las ubicaciones e identidades de los metabolitos, cuando son leídos por un instrumento llamado espectrómetro de masas, reportan datos binarios. Usando este método, podían codificar la información de una imagen y luego decodificarla para redibujar la imagen con una precisión del 98 al 99,5 por ciento.
Las mezclas de metabolitos, llamadas metabolomas, ofrecen muchas ventajas sobre los genomas para registrar información. Los metabolitos son más pequeños, más diversos y tienen el potencial de almacenar información a mayor densidad. Este estudio de prueba de principio muestra que el almacenamiento de información de moléculas pequeñas puede codificar con éxito más de 100.000 bits de imágenes digitales en metabolomas sintéticos. Esperan que con el desarrollo adicional, la cantidad y densidad de información que puede ser codificada crezca significativamente.
añade Rosenstein: "Codificamos varias imágenes digitales pequeñas en mezclas de metabolitos, y leímos los datos analizando químicamente las mezclas. Un disco duro molecular o una computadora química puede parecer ciencia ficción, pero la biología nos muestra que es posible. Queríamos mostrar de forma matemáticamente precisa cómo escribir y leer datos digitales utilizando algunas de las pequeñas moléculas que nuestros cuerpos utilizan a diario".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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