por Pablo Javier Piacente
Una investigación desarrollada en la Universidad Northwestern, en
Estados Unidos, ha avanzado en un nuevo método para aprovechar las ventajas del
ADN en el almacenamiento de información digital. Logra completar el registro en
unos pocos minutos, cuando las técnicas actuales más avanzadas requieren más de
10 horas. Además, facilita el registro de neuronas y podría catapultar la
investigación del cerebro hacia una nueva era.
El ADN (ácido desoxirribonucleico) contiene las
instrucciones genéticas empleadas en el desarrollo y funcionamiento de todos
los organismos vivos, además de ser responsable de la transmisión hereditaria.
Sin embargo, también podría ser extremadamente útil para solucionar los graves
problemas de almacenamiento de información que enfrenta la
sociedad actual, y que se agudizarán en las próximas décadas.
El problema del almacenamiento de
datos
La cantidad de datos que se producen desde el
advenimiento de la revolución digital no tiene paralelo con ninguna otra etapa
de la historia de la humanidad: para 2025, se estima que generaremos
diariamente una cantidad de información que equivaldría a llenar casi 213
millones de DVD cada 24 horas. A este ritmo frenético, es urgente hallar
alternativas superadoras que permitan garantizar el resguardo de los datos a
largo plazo.
Como sucede en muchos otros campos, la naturaleza se expresa de forma
más efectiva que las soluciones creadas por el ser humano: nuestro código
genético es millones de veces más eficiente para almacenar datos que
las metodologías ofrecidas actualmente por la informática. A pesar de esto,
hasta el momento no se han podido superar ciertas barreras que impiden un mayor
desarrollo de esta alternativa de almacenamiento de información.
Para poder almacenar datos en el ADN fuera del cuerpo
humano se necesita una síntesis química extremadamente lenta. Se emplean
registros intracelulares de última generación, pero como obligatoriamente deben
respetarse todos los pasos mecánicos de la expresión de proteínas, el proceso
puede durar casi medio día y es además muy costoso.
Más rápido, económico y eficiente
Según una nota de prensa, los
investigadores estadounidenses han logrado un importante avance que agiliza
el proceso y lo hace más económico. De acuerdo al nuevo estudio, publicado
recientemente en Journal of the American Chemical Society, ahora se necesitarán
solamente minutos para guardar enormes cantidades de datos en nuestro código
genético.
A diferencia de otras tecnologías, que necesitan imperiosamente la
síntesis de proteínas, el nuevo enfoque se basa en el registro de los cambios
ambientales: es capaz de detectar mínimas variaciones en el entorno, como
modificaciones en la concentración de ciertas sustancias, para utilizarlas en
la «grabación» de datos en el ADN. Las enzimas empleadas funcionan como viejas
cintas de grabación, registrando en forma continua todos los cambios
que van sucediendo.
Saber más del cerebro
Además de simplificar la forma de almacenar datos digitales en el ADN, la nueva técnica
también podría marcar un antes y un después en cuanto a la investigación del
cerebro, al utilizarse para registrar la actividad de las neuronas.
Las tecnologías actuales han logrado importantes avances, pero todavía
se requieren enormes esfuerzos para poder estudiar el cerebro de un
invertebrado en su totalidad. En consecuencia, parece una proeza inalcanzable
el registro completo de un cerebro humano, teniendo en cuenta su elevada
complejidad.
Ahora, el uso del ADN podría eliminar estas limitaciones: los
científicos serían capaces de «grabar» la actividad de una cantidad
innumerable de neuronas al mismo tiempo y en minutos, accediendo a
datos que hoy son inalcanzables y ensanchando las fronteras de la investigación
en neurociencias.
Referencia
Recording Temporal Signals with Minutes Resolution Using Enzymatic DNA Synthesis. Namita Bhan, Alec Callisto, Jonathan Strutz, Joshua Glaser, Reza Kalhor, Edward S. Boyden, George Church, Konrad Kording and Keith E. J. Tyo. Journal of the American Chemical Society (2021).DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.1c07331
(TENDENCIAS / 6-10-2021)
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