ADN como sistema de almacenamiento masivo


El ADN como sistema de almacenamiento masivo

Se conocía hasta ahora que se podían codificar pequeñas cantidades de información, pero con frágil resultado. El nuevo método permite un almacenamiento masivo y 100% libre de errores, lo cual permite que en el ADN se puedan almacenar unos 2.000 terabytes por gramo.

Investigadores del Laboratorio de Biología Molecular Europeo y el Instituto Bioinformático Europeo (EMBL-BMI) han publicado en la revista científica Nature un artículo en el que explican cómo utilizar las moléculas de ADN como un sistema de almacenamiento de gran capacidad y fiabilidad a largo plazo. Los investigadores expresaron que "se podrían guardar todas las películas y programas de televisión que existen en Internet en las moléculas que hay en una taza de té".

El ADN es un material que contiene las instrucciones genéticas que definen a los seres vivos como las plantas y los animales. Como si fuera un libro de instrucciones, almacena toda la información necesaria para construir un ser vivo, de ahí su vital importancia en la reproducción. La información que almacena está guardada en una doble hélice de cuatro bases químicas abreviadas con las letras A, T, G y C; una cadena como ATGCTAGATACCA… contiene unos cuantos bits de información.

Desde hace décadas informáticos e ingenieros han estudiado las posibilidades del ADN como sistema de almacenamiento para guardar información convencional, dado su innegable parecido con el almacenamiento digital informático. Hasta ahora no hubo avances definitivos, dado que tan solo habían podido codificar relativamente poca información y además de forma poco fiable, pues la propia naturaleza del ADN y la forma en que se reproduce, lo hace propenso a errores y difícil de utilizar a gran escala.

Aunque esos errores se suelen auto-corregir y muchas veces no tienen mayor importancia, son parte de las claves de la evolución de la vida, pues producen mutaciones que hacen mejorar o empeorar los individuos de una especie, transmitiendo esa información a sus herederos. Pero esto no es válido cuando se trata de manejar información como archivos informáticos, textos, imágenes o similares, debido a que cualquier pequeño error puede estropear un archivo haciéndolo completamente inútil. Y es por eso que se hace necesaria otra solución.

Información digital codificada en ADN

Es por ello que los investigadores han utilizado algunas técnicas ya conocidas de corrección de errores y codificación de la información para convertir la información binaria (ceros y unos, base 2) en ternaria (base 3) y de nuevo en binaria para evitar así algunos de los problemas asociados con el almacenamiento en el ADN, como las largas cadenas de dígitos exactamente iguales, que en el ADN son propensas a errores. Además de esto, y para garantizar que la información no se estropeara, cortaron la información en pequeños trozos que se solapaban unos con otros, de modo que cada bloque de datos estaba en realidad replicado en cuatro moléculas distintas, lo que hacía más improbable que se estropeara la información.

El resultado de las pruebas fue que consiguieron almacenar 739 KB de información convencional en una molécula de ADN, con una fiabilidad del cien por ciento. La información se preparó en un laboratorio, se secaron las muestras, la cuales tenían aspecto de polvillo, se enviaron en avión de una laboratorio en Alemania a otro en el Reino Unido y allí se decodificaron para recuperar los originales: ficheros de texto, imágenes, un MP3 y unas páginas en PDF.

Se ha calculado que la información así almacenada podría perdurar unos 10.000 años más o menos; comparativamente la de los DVD y Blu-ray no llega ni a una década. La densidad de almacenamiento es de unos dos petabytes por gramo, equivalentes a 2.000 terabytes, lo que se tradeuce a dos mil veces la capacidad del disco duro de una PC de hogar satandar, más o menos.

Aunque el sistema es bastante fiable, desde el punto de vista práctico las técnicas para realizar la codificación y decodificiación del ADN mediante este sistema son todavía muy caras, de modo que no podemos pensar que los próximos chips que llegarán a las tiendas serán "RAM de ADN", al menos no en un futuro cercano. Pero la idea es en sí misma muy poderosa y permitiría en el futuro almacenar información por largos periodos de tiempo que hasta ahora no son posibles con otros materiales, y de seguro podría tener otros usos interesantes.
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