14/06/2020 - Como em muitas tecnologias, a natureza nos superou há muito tempo em termos de armazenamento de dados - apenas um grama de DNA pode armazenar 215 milhões de GB de dados. Mas os sistemas de armazenamento de dados de DNA artificial poderão se tornar mais práticos em breve, graças a uma nova tecnologia chamada DORIS, que pode ler e gravar arquivos em temperatura ambiente sem danificar o DNA.
Cada célula do seu corpo contém uma quantidade impressionante de informações, codificadas como DNA. Explorar isso como um sistema de armazenamento de dados é uma perspectiva incrivelmente empolgante, com cientistas dizendo que a densidade extrema nos permitiria armazenar toda a Internet acessível - estimados em 700 bilhões de GB - em uma caixa de sapatos. Junto com essa densidade vem a longevidade. Nossas melhores unidades de estado sólido e discos Blu-Ray só têm expectativa de vida de algumas décadas, e mesmo assim somente se mantidas em condições ideais. O DNA, por outro lado, poderia durar milhões de anos. Infelizmente, atualmente não é prático em larga escala devido a alguns processos complicados na leitura e gravação dos dados. Porém, no novo estudo, pesquisadores da North Carolina State University (NCSU) fizeram um avanço na superação de algumas dessas barreiras.
"A maioria dos sistemas de armazenamento de dados de DNA existentes depende da reação em cadeia da polimerase (PCR) para acessar os arquivos armazenados, o que é muito eficiente na cópia de informações, mas apresenta alguns desafios significativos", diz Albert Keung, co-autor do estudo. "Desenvolvemos um sistema chamado Operações Dinâmicas e Armazenamento de Informações Reutilizáveis, ou DORIS, que não depende de PCR. Isso nos ajudou a resolver alguns dos principais obstáculos enfrentados pela implementação prática das tecnologias de armazenamento de dados de DNA. ”
Em sistemas construídos em PCR, as informações são codificadas em filamentos de DNA que nadam livremente em uma "sopa genética". As sequências de ligação ao iniciador são anexadas às extremidades desses fios e agem como nomes de arquivos. Quando um arquivo específico é necessário, o PCR é usado para pesquisar na sopa a sequência correta de ligação ao iniciador, e as informações na cadeia de DNA anexada são recuperadas e copiadas. O problema é que, para chegar a essa sequência de ligação ao iniciador, a sopa precisa ser aquecida e depois resfriada para separar o DNA de fita dupla. Isso destrói gradualmente os arquivos originais e significa que a tecnologia de aquecimento e resfriamento precisa ser integrada. Tudo isso reduz a praticidade dos sistemas de armazenamento de dados de DNA.
Leia também - A Terra está pulsando a cada 26 segundos, e os sismologistas não concordam por que
Mas os pesquisadores do novo estudo dizem que seu sistema ignora esses problemas. Parece simples - as sequências de ligação ao iniciador do DORIS são compostas por uma cauda de DNA de fita simples que fica pendurada no final. Isso permite que o sistema encontre e recupere arquivos sem precisar abrir as cadeias de DNA codificadas por dados.
"Em outras palavras, o DORIS pode trabalhar em temperatura ambiente, tornando muito mais viável o desenvolvimento de tecnologias de gerenciamento de dados de DNA viáveis em cenários do mundo real", diz James Tuck, autor do estudo.
A equipe também diz que isso pode aumentar a densidade de informações do DORIS e não consome o arquivo original ao lê-lo. Essas seqüências pendentes também podem ser modificadas sob demanda, para que os usuários possam renomear ou excluir arquivos e até bloqueá-los para que outros usuários não os encontrem. Atualmente, o DORIS é uma prova de conceito eficaz, mas os pesquisadores planejam continuar trabalhando para tornar o sistema mais eficaz.
"Desenvolvemos um protótipo funcional do DORIS, por isso sabemos que funciona", diz Keung. "Agora, estamos interessados em ampliar, acelerar e colocá-lo em um dispositivo que automatize o processo - tornando-o fácil de usar".
A pesquisa foi publicada na revista Nature Communications.
Fonte: NCSU