Dados digitais poderão ser armazenados em DNA

(Foto:@Perig76)

Cientistas da Universidade de Washington em conjunto com especialistas da Microsoft propuseram, recentemente, um uso diferente para o DNA: armazenagem de arquivos digitais. Segundo informações da revista científica Nature, a descoberta é resultado de ao menos quatro anos de estudos para o desenvolvimento de um sistema automatizado capaz de guardar dados no código da vida.

O equipamento apresentado pelos pesquisadores foi capaz de realizar todo o processo de arquivamento automaticamente, ocupando o mesmo espaço que um computador de mesa. A conversão dos dados digitais em DNA, sua síntese, estocagem, sintetização e conversão duraram 21 horas a um custo de US$ 10.000.

A informação armazenada durante o experimento foi a palavra “hello”, ou o equivalente a cinco bytes de dados. Atualmente, os inúmeros textos, fotos, vídeos e músicas que são criados e compartilhados no universo digital ficam armazenados em “nuvem”, mas esta necessita de um espaço físico de silício, elemento químico utilizado na produção de chips e processadores.

SUPRIMENTO GLOBAL DE SILÍCIO 

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

A premissa levada em consideração pela pesquisa foi a de que o DNA desde a existência da vida é responsável por guardar e reproduzir informações, ou seja uma estrutura perfeita para o armazenamento de dados. A inovação prevista é a produção de um DNA capaz de guardar e reproduzir dados que não têm relação com transferência de características de um organismo ao seu descendente.

Isso seria possível, segundo os pesquisadores, pelo fato de o DNA ser constituído por uma dupla fita formada por combinações de 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 e essa característica permite o armazenamento de grandes quantidades de informações em pouco espaço.

CÓDIGO BINÁRIO

Para transformar o DNA em um HD de dados digitais, os cientistas utilizaram o código binário, forma com que os computadores armazenam informações. Ele é formado apenas pelos números 0 e 1, que podem representar desde textos a vídeos de alta resolução. Os pesquisadores utilizaram algoritmos (softwares) para converter os “nucleotídeos binários” 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, ele pode ser artificialmente sintetizado e armazenado em pequenos tubos de vidro, com um longo prazo de validade.

“Para entender o quão durável seria esse suporte, basta lembrarmos que hoje é possível 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”, afirma Adriana Brondani, diretora-executiva do Conselho de Informações sobre Biotecnologia.

Alguns especialistas estimam que poucos quilogramas de DNA seriam suficientes 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 da tecnologia

IMPASSES

Os principais fatores que dificultam a implementação dessa 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 custo para sintetizá-lo (“escrever” o DNA) permanece extremamente alto.

“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, especialmente fora do Brasil, cobram menos de mil dólares para relevar aos clientes informações sobre características físicas, descendência e chances para desenvolver doenças. E isso é feito a partir de amostras de saliva”, ressalta Adriana.

Empresas além da Microsoft estão interessadas nesta tecnologia, o que acelera ainda mais o desenvolvimento de metodologias mais eficientes. Para Adriana, a depender dessa competição, logo será possível armazenar selfies, memes e músicas em pedaços de DNA.