El nuevo método puede convertir cualquier objeto en una unidad de almacenamiento de datos

• Los investigadores utilizan moléculas de ADN para almacenar información en objetos cotidianos.
• La información se puede recuperar décadas o incluso siglos después.
• Por el momento, la tecnología es bastante cara.

En la era de la información actual, los datos del mundo están creciendo a un ritmo enorme. Los dispositivos existentes (unidad de estado sólido, discos duros y cintas magnéticas) para almacenar estos datos pronto alcanzarán sus limitaciones físicas.

Esta es la razón por la que los científicos están tratando de utilizar moléculas de ADN como arquitectura para el almacenamiento en frío a largo plazo. Puede tomar cualquier forma y exhibirse más allá de una densidad y resistencia excepcionales. En teoría, un solo gramo de ADN puede almacenar 215 Petabytes de datos durante miles de años.

Ahora, investigadores de ETH Zurich (Suiza) y Erlich Lab LLC (Israel) han desarrollado una nueva forma de almacenar una gran cantidad de información (utilizando solo moléculas de ADN) en objetos cotidianos como botellas de agua, botones de camisas e incluso lentes de vidrio. La información se puede recuperar directamente de los objetos incluso después de décadas o siglos.

Estudios anteriores, como marcar productos con "códigos de barras" de ADN y almacenar grandes volúmenes de datos en el ADN, han permitido a los investigadores construir un nuevo tipo de almacenamiento de datos llamado "ADN de las cosas". Los objetos (unidades de almacenamiento) están vinculados con información a través de Internet, de ahí el nombre.

¿Cómo lo hicieron?

Para crear objetos con memoria inmutable, los investigadores fusionaron moléculas de ADN con un material funcional. Codificaron los datos en moléculas de ADN de una manera resistente a los errores.

Utilizaron el esquema de codificación DNA Fountain para corregir errores extremos de abandono y recuperar datos de cantidades diminutas de material.

Sin embargo, simplemente mezclar el ADN con materiales funcionales a menudo conduce a un ADN degradado debido al aumento de temperatura y al estrés de hidrólisis durante la preparación de la mezcla.

Esto se puede eliminar encapsulando el ADN en nanopartículas de sílice. El ADN encapsulado en partículas de sílice facilita la mezcla del ADN con el material de incrustación y aumenta la vida media de las moléculas de ADN.

Referencia:Biotecnología de la naturaleza | DOI:10.1038 / s41587-019-0356-z | ETH Zúrich

Estas moléculas de ADN se pueden mezclar con varios materiales y moldear mediante técnicas de impresión 3D o de fundición.

El equipo de investigación imprimió en 3D un conejo de plástico para demostrar el nuevo método. El conejo contiene 100 kilobytes de datos:la instrucción para imprimir el conejo. Esto significa que el objeto lleva su propio plano como conejos reales.

Un conejo de plástico impreso en 3D que contiene 100 KB de datos en forma de moléculas de ADN | Crédito:ETH Zurich / Julian Koch

También recuperaron los datos (instrucciones de impresión) de un pequeño trozo del conejo y lo usaron para imprimir en 3D uno completamente nuevo. Repitieron el proceso 5 veces, creando el "tataranieto" del primer conejo.

Aplicaciones

La tecnología podría usarse para ocultar información secreta dentro de un material ordinario, una técnica llamada esteganografía. Los investigadores lo demostraron almacenando un cortometraje (1,4 megabytes) en las lentes de las gafas convencionales. Uno puede pasar estas gafas por la seguridad del aeropuerto sin ser detectado.

Teóricamente, es posible ocultar información en todos los objetos de plástico (incluidos silicona, poliuretano, poliéster y epóxidos) siempre que no alcancen temperaturas extremadamente altas durante el proceso de fabricación.

Es útil en aplicaciones donde se requiere que la información de nivel de plano sea accesible, ya sea en un objeto fabricado en serie o en un artículo personalizado. En los implantes dentales, por ejemplo, cada estructura es única y personalizada solo para un paciente en particular.

Una aplicación más futurista de esta tecnología estaría en el área de los dispositivos autorreplicantes. La técnica tiene suficiente capacidad de replicación para crear material de almacenamiento para un suministro ilimitado de objetos.

Leer:Microsoft ha construido un almacenamiento de datos de ADN completamente automatizado

La tecnología es bastante cara:traducir un solo archivo de impresión en 3D cuesta más de $ 2,000. Sin embargo, el costo de la unidad disminuye a medida que aumenta el tamaño del lote del objeto.