Chips de ADN como medio de almacenamiento del futuro
En forma de ADN, la naturaleza muestra cómo pueden almacenarse los datos ahorrando espacio y a largo plazo. La cátedra de bioinformática de Würzburg desarrolla chips de ADN para tecnología informática.
La información puede almacenarse en forma de ADN en chips de nanocelulosa semiconductora. Proteínas controladas por la luz leen la información.
Lehrstuhl für Bioinformatik, Universität Würzburg
La molécula hereditaria ADN puede almacenar gran cantidad de información durante largos periodos de tiempo en un espacio muy reducido. Por eso, desde hace unos diez años, los científicos persiguen el objetivo de desarrollar chips de ADN para la tecnología informática, por ejemplo para el archivo de datos a largo plazo. Estos chips serían superiores a los convencionales de silicio en términos de densidad de almacenamiento, longevidad y sostenibilidad.
En una cadena de ADN se encuentran cuatro bloques básicos recurrentes. Una secuencia específica de estos bloques puede utilizarse para codificar información, al igual que hace la naturaleza. Para construir un chip de ADN, hay que sintetizar y estabilizar el ADN codificado correspondiente. Si esto funciona bien, la información se conserva durante mucho tiempo: los investigadores suponen que varios miles de años. La información puede recuperarse leyendo y descodificando automáticamente la secuencia de los cuatro componentes básicos.
Qué retos hay que superar
"En los últimos años se ha demostrado en varias ocasiones que es posible almacenar datos digitales de ADN con gran capacidad y larga vida útil", afirma el profesor Thomas Dandekar, director de la Cátedra de Bioinformática de la Universidad Julius Maximilian de Wurzburgo. "Pero los costes de almacenamiento son elevados, cercanos a los 400.000 dólares por megabyte, y la información almacenada en el ADN sólo puede recuperarse lentamente. Se tarda de horas a días, dependiendo de la cantidad de datos".
Estos retos deben superarse para que el almacenamiento de datos de ADN sea más aplicable y comercializable. Las herramientas adecuadas para ello son las enzimas controladas por luz y el software de diseño de redes de proteínas. Thomas Dandekar y los miembros del equipo de su cátedra, Aman Akash y Elena Bencurova, hablan de ello en una reciente reseña en la revista Trends in Biotechnology.
El equipo de Dandekar está convencido de que el ADN tiene futuro como almacén de datos. En la revista, los investigadores de la JMU muestran cómo una combinación de biología molecular, nanotecnología, polímeros novedosos, electrónica y automatización, unida a un desarrollo sistemático, podría hacer posible en pocos años un almacenamiento de datos de ADN útil para el uso cotidiano.
Chips de ADN fabricados con nanocelulosa
En el Biocentro JMU, el equipo de Dandekar está desarrollando chips de ADN hechos de nanocelulosa semiconductora producida por bacterias. "Con nuestra prueba de concepto, podemos demostrar cómo la electrónica y la informática actuales pueden sustituirse parcialmente por componentes biológicos moleculares", afirma el profesor. De este modo, se podría conseguir sostenibilidad, reciclabilidad total y gran robustez incluso frente a pulsos electromagnéticos o cortes de energía, pero también una alta densidad de almacenamiento de hasta mil millones de gigabytes por gramo de ADN.
Thomas Dandekar considera muy relevante el desarrollo de chips de ADN: "Sólo perduraremos como civilización a largo plazo si damos el salto a este nuevo tipo de tecnología informática sostenible que combina la biología molecular con la electrónica y la nueva tecnología de polímeros".
Lo importante para la humanidad, dijo, es pasar a una economía circular en armonía con los límites planetarios y el medio ambiente. "Tenemos que conseguirlo en 20 o 30 años. La tecnología de chips es un ejemplo importante de ello, pero las tecnologías sostenibles para producir chips sin residuos electrónicos ni contaminación ambiental aún no están maduras. Nuestro concepto de chip de nanocelulosa supone una valiosa contribución en este sentido". En el nuevo artículo, examinamos críticamente nuestro concepto y lo avanzamos con las innovaciones actuales de la investigación".
Seguir mejorando los medios de almacenamiento de ADN
El equipo de Dandekar trabaja actualmente en combinar aún mejor los chips de ADN hechos de nanocelulosa semiconductora con las enzimas de diseño que han desarrollado. También hay que seguir mejorando las enzimas. "De este modo, queremos lograr un control cada vez mejor del medio de almacenamiento de ADN y poder almacenar aún más en él, pero también ahorrar costes y así, paso a paso, permitir su uso práctico como medio de almacenamiento en la vida cotidiana".
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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