Investigadores querem usar ADN para armazenar dados

Investigadores norte-americanos afirmam que deram um passo importante rumo ao armazenamento de informações na forma de moléculas de ADN, alegando que são mais compactas e têm maior durabilidade, comparando com outros meios.

Os discos rígidos magnéticos que são usados atualmente para armazenar dados de computador podem ocupar muito espaço e precisam de ser substituídos ao longo do tempo. Mas uma equipa de investigadores em Atlanta, nos Estados Unidos, acaba de desenvolver um chip que poderá multiplicar por 100 a qualidade das formas existentes de armazenamento em ADN.

“A quantidade de funções do nosso novo chip já é [cerca de] 100 vezes maior que os dispositivos comerciais atuais”, informou à BBC News o investigador do Instituto de Pesquisas Tecnológicas da Geórgia (GTRI, na sigla em inglês) Nicholas Guise.

“Depois de adicionarmos todos os controlos eletrónicos – o que faremos no próximo ano do programa -, esperamos melhorar em cerca de 100 vezes a tecnologia existente de armazenamento de dados em DNA”, acrescentou o responsável.

A tecnologia funciona com o desenvolvimento de fitas de ADN exclusivas – um bloco de cada vez. Esses blocos de construção são conhecidos como bases – quatro unidades químicas distintas que compõem a molécula de DNA. São elas: adenina; citosina; guanina e timina.

As bases podem então ser utilizadas para codificar informações, de forma análoga às sequências de 1 e 0 (código binário) que armazenam dados na computação tradicional.

Segundo os investigadores, existem diversas formas possíveis de armazenar essas informações em ADN. O zero do código binário, por exemplo, pode ser representado pelas bases adenina ou citosina e o 1 pode ser representado por guanina ou timina.

Os cientistas afirmam que todos os filmes já produzidos e formatados em ADN poderão ocupar um volume menor que um cubo de gelo. As estruturas do chip utilizado para cultivar o ADN são chamadas de microcavidades e têm apenas algumas centenas de nanômetros de profundidade – menos que a espessura de uma folha de papel.

O protótipo atual do microchip é um quadrado com cerca de 2,5 cm que possui numerosas microcavidades, permitindo que várias fitas de ADN sejam sintetizadas paralelamente. Isso permitirá o “desenvolvimento” de quantidades maiores de ADN num espaço de tempo mais curto.

Como se trata de um protótipo, nem todas as microcavidades estão conectadas. Isso significa que a quantidade total de dados que pode ser armazenada em DNA com esse chip específico atualmente é menor do que a que podem produzir as principais empresas de síntese em chips comerciais.

Mas Guise explica que essa situação mudará quando tudo estiver concluído. O recorde atual de armazenamento de dados digitais em ADN é de cerca de 200 MB, em que cada síntese isolada leva cerca de 24 horas para ser concretizada. A nova tecnologia poderá escrever 100 vezes mais dados em DNA no mesmo período de tempo.

Parcerias com empresas de biotecnologia
O Instituto de Pesquisas Tecnológicas da Geórgia estabeleceu parcerias com duas empresas de biotecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, a Twist Bioscience e a Roswell Biotechnologies, para elaborar uma demonstração comercialmente viável da tecnologia.

Inicialmente, a armazenagem de dados em ADN não irá substituir as torres de servidores existentes para oferecer acesso rápido e frequente às informações. Devido ao tempo necessário para leitura das sequências, esta técnica seria mais útil para informações que precisam de ser mantidas disponíveis durante longos períodos, mas que são acedidas apenas ocasionalmente.

Atualmente, este tipo de dados é armazenado em fitas magnéticas que devem ser substituídas a cada cerca de 10 anos. Mas, com ADN, “desde que mantidos sob temperatura suficientemente baixa, os dados sobreviverão por milhares de anos, de forma que seu custo de propriedade cai a quase zero”, explica Guise.

“Muito dinheiro é gasto para escrever o ADN no princípio e para ler o ADN na outra ponta. Se pudermos tornar o custo desta tecnologia competitivo com o custo de registar os dados magneticamente, o custo de armazenamento e manutenção das informações em ADN ao longo de tantos anos deverá ser inferior”, afirma.

O armazenamento em ADN tem uma taxa de erro mais alta, comprando com armazenamento convencional em discos rígidos. Em colaboração com a Universidade de Washington, nos Estados Unidos, os pesquisadores do GTRI criaram uma forma de identificar e corrigir esses erros.