Recordemos que el ADN se puede utilizar para almacenar, y de forma fiable, una gran cantidad de datos digitales. Sin embargo, lograr el nivel de manipulación de datos específicos en estas moléculas ha sido hasta ahora difícil. En la actualidad, unos investigadores del CNRS, la ESPCI Paris-PSL y la Universidad de Tokio han sido pioneros en la aplicación de un nuevo método. Uno que aprovecha las enzimas y ofrece pistas iniciales sobre cómo se pueden superar estos obstáculos técnicos. En otras palabras: han creado un medio para manipular datos digitales como en el ADN. Sus hallazgos se publicaron en Nature, el 20 de octubre de 2022.

La naturaleza inventó la mejor solución para almacenar una gran cantidad de datos: el ADN. Esto inspiró el uso de ADN para el almacenamiento de datos digitales, convirtiendo números binarios (0 o 1) en una de las cuatro «letras» de ADN diferentes (A, T, C o G).

¿Cómo los investigadores piensan implementar la idea de manipular datos digitales como el ADN?

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Vía Nature

Los investigadores, para solucionar el tema de búsqueda de información, están probando un nuevo enfoque utilizando enzimas. Ello les ayudará a aplicar soluciones de neuronas artificiales y redes neuronales para operaciones directas a la hora de manipular datos digitales de ADN.

Para ser más específicos, los investigadores han hecho uso de las reacciones de tres enzimas para diseñar «neuronas» químicas. Estas reproducen la arquitectura de la red y la capacidad para realizar cálculos complejos que exhiben las neuronas verdaderas. Dichas neuronas químicas pueden ejecutar cálculos con datos sobre hebras de ADN. Y también expresar los resultados como señales fluorescentes.

Los equipos de LIMMS y Gulliver innovaron al ensamblar dos capas de neuronas artificiales para refinar los cálculos. La precisión mejora mucho más gracias a la miniaturización microfluídica de las reacciones, hecho que permite que se produzcan decenas de miles.

¿En qué ayudarán todos estos avances?

Todos estos avances podrían permitir una mejor detección de ciertas enfermedades, al igual que la manipulación de gigantescas bases de datos codificadas por ADN.

Cuando se mantiene alejado del agua, el aire y la luz, el ADN puede conservarse durante cientos de miles de años, y ningún aporte de energía. De hecho, almacenado en una cápsula de unos pocos centímetros de diámetro, puede contener hasta 500 terabytes de datos digitales. Para 2025, se espera que el volumen total de datos digitales generados por humanos alcance los 175 zettabytes1.

Hoy en día, los medios de almacenamiento son voluminosos, frágiles y consumen mucha energía. El uso del ADN proporcionará una alternativa viable, pues será capaz de contener todos los datos existentes en el espacio de una caja de zapatos. Lograr facilitar el almacenamiento de ADN será el objetivo de PEPR MoleculArxiv, un programa de investigación prioritario proporcionado el pasado mes de mayo por el CNRS.

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