DNA-HD-miniaturaA ciência não tem fronteiras. Cientistas acabam de propor um uso diferente para o código da vida: a armazenagem de diversos tipos arquivos digitais. Isso mesmo. Há pelo menos quatro anos, está em desenvolvimento uma tecnologia capaz de guardar dados em DNA. Recentemente, pesquisadores da Universidade de Washington junto com especialistas da Microsoft demonstraram o primeiro sistema automatizado para armazenar e recuperar dados dessa maneira. 

Precisamos armazenar dados em DNA?

Você já se perguntou para onde vão todas as informações que geramos e armazenamos todos os dias? São inúmeros textos, fotos, vídeos e músicas que são compartilhadas em um universo digital que muita gente acha que fica na nuvem. O que muitos acabam esquecendo é que até mesmo a “nuvem” precisa de um espaço físico e também de silício, um elemento químico utilizado na produção de chips para processadores.

Para se ter uma ideia, somente em 2018, geramos 33 zettabytes (ZB) de dados, o equivalente a 33 trilhões de gigabytes (GB). As previsões mostram que, em 2040, será necessário de 10 a 100 vezes mais o suprimento global de silício para chips. Por isso, desenvolver uma tecnologia que seja mais eficiente e compacta para o armazenamento de dados é tão importante e urgente.

Transformando o DNA em um HD

Na verdade, o DNA já é um HD. O código genético de todos os seres vivos é armazenado e transmitido aos seus descendentes por meio dessa molécula. A inovação é produzir um DNA capaz de guardar e reproduzir os informações que não têm relação com transferência de características de um organismo a seu descendente. 

O DNA é constituído por uma dupla fita formada por quatro bases nucleotídicas – adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Uma vez formada, essa estrutura é compactada ao ponto de ser internalizada dentro de células muito menores que o próprio DNA, essa característica permite o armazenamento de grandes quantidades de dados em pouco espaço.


SAIBA MAIS

Conheça a bactéria com DNA sintético

Genética: descubra como a ciência impacta a sua vida e como você pode se beneficiar dela


Para transformar o DNA em um HD de dados digitais, os cientistas utilizaram o código binário, forma com que os computadores armazenam os dados. Esse código, utilizado pelos informatas, é formado apenas por 0s e 1s que podem representar desde textos a vídeos de alta resolução.

Os pesquisadores utilizaram algoritmos (softwares) para converter os “nucleotídeos binários” 0s e 1s em bases nucleotídicas, A, T, C e G. Assim o “00” pode ser codificado como C, “01” como G, “10” como A e “11” como T. Dessa forma, tudo que pode ser armazenado em um sistema binário pode ser transformado em DNA. Uma vez convertido, esse DNA pode ser artificialmente produzido, ou melhor sintetizado, e armazenados em pequenos tubos de vidro, com um longo prazo de validade.

DNA-HD

Para entendermos o quão durável seria esse suporte, basta lembrar que hoje conseguimos acessar o DNA de espécies extintas há milhares de anos. Dessa forma, ao utilizarmos o DNA como forma de conservar dados, resolvemos, pelo menos, dois grandes problemas: o de durabilidade e o de espaço. Alguns especialistas estimam que poucos quilogramas de DNA seriam o suficiente para armazenar todos os dados do mundo.

Uma vez que já existem equipamentos capazes de ler o DNA (sequenciadores), para ter acesso aos dados armazenados seria necessário apenas realizar o processo inverso.

Dificuldades dessa tecnologia

Os principais fatores que dificultam essa tecnologia são o tempo de processamento e o custo, uma vez que armazenar dados digitais no DNA envolve ler e escrever essa molécula. Enquanto o preço da leitura do DNA (sequenciamento do DNA) caiu drasticamente, o preço para sintetizá-lo (“escrever” o DNA) permanece extremamente alto. 

O equipamento que os pesquisadores apresentaram esse ano foi capaz de realizar todo o processo automaticamente. Ocupando o mesmo espaço que um computador de mesa, a conversão dos dados digitais em DNA, síntese do DNA, estocagem, ler o DNA sintetizado e conversão para sua forma binária durou 21 horas a um custo de 10.000 dólares. Pior, a informação armazena era apenas a palavra “Hello”, ou o equivalente a cinco bytes de dados. 

Mas não precisamos ficar desesperançosos, é normal que uma tecnologia nova tenha preços exorbitantes. O sequenciamento do primeiro genoma humano custou 2,7 bilhões de dólares e levou 15 anos. Mas apenas 20 anos depois, empresas privadas o cobram por menos de mil dólares e o resultado é entregue em questão de semanas.

Outras empresas além da Microsoft estão interessadas nesta tecnologia, o que acelera ainda mais o desenvolvimento de metodologias mais eficientes. A depender dessa competição, logo estaremos armazenando selfies, memes e nossas músicas preferidas em pedaços de DNA.

 

Fonte: Redação CIB