Da asporto chiave
- I ricercatori hanno trovato un modo per espandere la capacità del DNA di contenere informazioni.
- Fa parte di uno sforzo per utilizzare il DNA per l'archiviazione dei dati del computer.
-
I dati conservati nella memoria del DNA potrebbero essere potenzialmente recuperabili dopo migliaia di anni.
Potresti un giorno essere in grado di sostituire il tuo disco rigido con un dispositivo di archiviazione fatto di DNA e potrebbe essere un modo duraturo per archiviare le informazioni.
I ricercatori hanno recentemente ideato un metodo per espandere la memorizzazione dei dati del DNA estendendo artificialmente l'alfabeto del DNA. Fa parte di un ampio sforzo per utilizzare il DNA per conservare le informazioni del computer.
"Il DNA è 1 milione di volte più denso del dispositivo di archiviazione digitale più denso", ha detto a Lifewire in un'intervista via e-mail Luis Ceze, un professore di informatica e ingegneria che studia l'archiviazione del DNA all'Università di Washington.
Conservazione a lunga durata
Il DNA contiene quattro sostanze chimiche: adenina, guanina, citosina e timina, spesso indicate con le iniziali A, G, C e T. Formano la famosa doppia elica in combinazioni che gli scienziati possono decodificare o sequenziare. I ricercatori hanno ampliato la già ampia capacità del DNA di immagazzinare informazioni aggiungendo sette basi azotate sintetiche alla formazione di quattro lettere esistente.
"Immagina l'alfabeto inglese", ha affermato in un comunicato stampa Kasra Tabatabaei, ricercatrice del Beckman Institute for Advanced Science and Technology e coautrice di questo studio. "Se avessi solo quattro lettere da usare, potresti creare solo così tante parole. Se avessi l'alfabeto completo, potresti produrre combinazioni di parole illimitate. È lo stesso con il DNA. Invece di convertire zeri e uno in A, G, C e T, possiamo convertire zeri e uno in A, G, C, T e le sette nuove lettere nell'alfabeto di memorizzazione."
Il team di ricerca è stato il primo a utilizzare nucleotidi chimicamente modificati per la conservazione delle informazioni nel DNA, ma ha dovuto trovare un nuovo modo per interpretarlo. Hanno combinato l'apprendimento automatico e l'intelligenza artificiale (AI) per sviluppare un metodo di elaborazione della lettura della sequenza del DNA per rilevare le sostanze chimiche modificate da quelle naturali.
"Abbiamo provato 77 diverse combinazioni degli 11 nucleotidi e il nostro metodo è stato in grado di differenziare perfettamente ciascuno di essi", Chao Pan, uno studente laureato presso l'Università dell'Illinois Urbana-Champaign e coautore di questo studio, si legge nel comunicato stampa. "La struttura del deep learning come parte del nostro metodo per identificare diversi nucleotidi è universale, il che consente la generalizzabilità del nostro approccio a molte altre applicazioni."
Un punto a favore del DNA come supporto di memorizzazione è la sua durata. "Pensa a migliaia di anni, ricorda l'antico DNA che è stato trovato", disse Ceze.
Il DNA non diventerà mai obsoleto.
Gli scienziati possono sequenziare fili fossili per scoprire storie genetiche e dare vita a paesaggi perduti da tempo.
"In un momento in cui stiamo affrontando sfide climatiche senza precedenti, l'importanza delle tecnologie di stoccaggio sostenibili non può essere sopravvalutata", ha affermato Olgica Milenkovic, professoressa di ingegneria elettrica e informatica e coautrice dello studio, comunicato stampa. "Stanno emergendo nuove tecnologie ecologiche per la registrazione del DNA che renderanno la conservazione molecolare ancora più importante in futuro."
Memorizzare tutte le nostre cose
Il DNA potrebbe essere il luogo perfetto per conservare i dati in crescita dell'umanità. Un recente rapporto stima che nel 2020 le persone abbiano generato dati equivalenti a 400 miliardi di terabyte o 40 "scatola da scarpe" di archiviazione dei dati del DNA.
La pratica di memorizzare le tue informazioni sul DNA si sta avvicinando alla re altà. "Per l'archiviazione di piccoli dati preziosi, il DNA è oggi praticabile: pensa a centinaia di MB", ha affermato Ceze.
L'anno scorso, quindici aziende e istituzioni tecnologiche hanno stretto un'alleanza per far progredire l'archiviazione dei dati del DNA. Microsoft ha affermato di aver dimostrato un sistema completamente automatizzato in grado di archiviare e recuperare dati dal DNA; l'azienda ha anche archiviato 1 GB di dati nel DNA e lo ha recuperato.
Ma Ceze prevede che passeranno dai cinque ai dieci anni prima che il DNA possa competere con le soluzioni di backup tradizionali come i dischi rigidi ottici. Gli ultimi tre anni hanno visto un'esplosione di interesse per la tecnologia, "Il DNA non diventerà mai obsoleto", ha detto Ceze. "C'è un 'traferro' naturale, che è desiderabile per la sicurezza. [Ma] queste sono proprietà molto desiderabili per la conservazione a lungo termine."
