La Tierra acumula 10 billones de gigabytes

Actualmente, la Tierra almacena alrededor de 10 billones de gigabytes de datos digitales. Y cada día sumamos otros 2,5 millones de gigabytes con la generación de correos electrónicos, fotos, tweets y otros archivos digitales. La mayoría de estos datos se almacenan en enormes instalaciones de centros de datos de exabytes (1 exabyte equivale a mil millones de gigabytes) que pueden tener el tamaño de varios campos de fútbol y cuya construcción y mantenimiento cuesta cientos de millones de dólares.

Tal como explica el científico principal de la investigación Mark Bathe (MIT y Harvard), necesitamos nuevas soluciones para almacenar estas enormes cantidades de datos. Y la respuesta parece estar en el ADN, la molécula que contiene nuestra información genética y que evolucionó, precisamente, para almacenar cantidades masivas de información a muy alta densidad. Basta decir que, teóricamente, una taza de café llena de ADN podría almacenar todos los datos del mundo. «El ADN es mil veces más denso que la memoria flash. Asimismo, otra propiedad interesante es que una vez que se produce el polímero de ADN, no consume energía. Puedes escribir el ADN y luego almacenarlo para siempre», detalla Bathe.

Imagen cortesía de los investigadores.

Cómo se almacenan los archivos digitales como ADN

Del mismo modo que los sistemas de almacenamiento digital codifican textos, fotos y otro tipo de información como una serie de 0 y 1, esta información también se puede codificar como ADN utilizando los cuatro nucleótidos que componen el código genético: A, T, G y C. Por ejemplo, G y C se puede usar para representar el 0, y A y T para representar el 1.

Además de su alta densidad, el ADN presenta otras características que lo convierten en una buena solución como sistema de almacenamiento: es extremadamente estable y bastante fácil de sintetizar y secuenciar. ¿El inconveniente? Todavía resulta económicamente muy costoso sintetizar grandes cantidades de ADN (aunque también lo era hace unos años almacenar información en unidades flash).

El reto era la recuperación selectiva de archivos

Ahora bien, aunque ya existe la tecnología para almacenar fotos y otros archivos digitales como ADN, el problema al que se enfrentaba este equipo del MIT era cómo seleccionar y recuperar un archivo determinado entre la inmensa mezcla de fragmentos de ADN. Imagínatelo: buscar un Pdf en concreto entre trillones de archivos, fotos, películas, etc. Realmente, el reto que tenían por delante era como conseguir encontrar una aguja en un pajar (de hecho, ya existía tecnología de recuperación PCR, pero no era eficaz porque extraía archivos no deseados).

Cómo lo han hecho

Este reto es el que han superado Bathe y sus colegas. ¿Cómo? Encapsulando cada archivo de datos en una partícula de sílice de 6 micrometros que está etiquetada con secuencias cortas de ADN que revelan el contenido. Etiquetaron cada archivo con códigos de barras correspondientes a etiquetas como gato o avión. A la hora de extraer una imagen específica, extrajeron una muestra del ADN y agregaron cebadores que correspondían a las etiquetas que estaban buscando: por ejemplo, gato, naranja y salvaje para una imagen de un tigre, o gato, y naranja y doméstico para un gato doméstico.

Asimismo, los cebadores se etiquetaron con partículas fluorescentes o magnéticas para facilitar la extracción e identificación de las coincidencias de la muestra, lo que posibilita eliminar el archivo deseado y dejar el resto del ADN intacto para volver a almacenarlo. El proceso de recuperación permite que declaraciones de lógica booleana como presidente y siglo XVIII generen como resultado George Washington (un proceso similar al de Google).

En resumen, la técnica etiqueta de tal manera los archivos que se pueden recuperar, lo cual convierte en factible el almacenamiento de datos digitales como ADN. El estudio se publicó el pasado 10 de junio en Nature Material.

Podéis ampliar la información sobre la investigación en la noticia publicada en la web del MIT.