A natureza foi capaz de produzir o melhor armazenador de dados já visto: o DNA. Sabendo disso, cientistas têm buscado armazenar dados digitais nesta molécula, traduzindo valores binários (0 ou 1) em uma das quatro letras diferentes que representam as bases do composto orgânico: A (adenina), T (timina), C (citosina) ou G (guanina).
Pesquisadores do French National Centre for Scientific Research (CNRS) e da Universidade de Tóquio desenvolveram uma nova técnica para manipular dados nestas moléculas. O estudo foi publicado na revista Nature.
As equipes de pesquisa dos laboratórios LIMMS (CNRS / Universidade de Tóquio) e Gulliver (CNRS / ESPCI) queriam entender como encontrar novamente os dados codificados no DNA após armazená-los na molécula. Além disso, tinham como objetivo entender se é possível fazer cálculos usando os dados codificados, sem primeiro ter que convertê-los para um formato eletrônico.
Para isso, a pesquisa partiu de uma abordagem usando enzimas, neurônios artificiais e redes neurais para operações diretas em dados de DNA.
Neurônios artificiais, processos e armazenamento
Primeiro, o grupo usou reações de três enzimas para projetar “neurônios” artificiais, capazes de reproduzir a rede e capacidade de cálculos complexos de neurônios verdadeiros. Assim, os tais neurônios químicos podem fazer cálculos com dados sobre cadeias de DNA e expressar os resultados como sinais fluorescentes.
Eles inovaram ao montar duas camadas dos neurônios artificiais para refinar os cálculos. A precisão também foi aumentada por meio da “miniaturização microfluídica de reações”, procedimento fruto de uma década de cooperação entre bioquímicos franceses e engenheiros microfluídicos japoneses. Ele permite que dezenas de milhares de reações aconteçam na molécula, levando a uma melhor triagem de doenças genéticas e manipulação dos dados codificados no DNA.
O DNA é uma ótima opção para armazenamento de dados porque quando mantido longe da água, do ar e da luz, pode ser preservado por centenas de milhares de anos. Em uma cápsula de alguns centímetros de diâmetro, pode guardar até 500 terabytes de dados digitais. A previsão é que até 2025, 175 zettabytes (1.000.000.000.000.000.000.000 bytes) de dados digitais sejam gerados pelos humanos.
