A descoberta do armazenamento de dados em DNA utiliza processos celulares naturais para gravar dados digitais

Pesquisadores desenvolveram um novo método inteligente para armazenar dados digitais no DNA sem o incômodo de sintetizar sequências de DNA personalizadas do zero. Um artigo recente da Nature explica como eles sequestraram um processo epigenético natural chamado metilação para basicamente "imprimir" informações em fitas de DNA existentes.

Normalmente, o armazenamento de dados de DNA envolve a conversão de dados digitais em sequências de bases de nucleotídeos A, C, T e G. Em seguida, por meio de um processo chamado síntese de novo, essas sequências são criadas quimicamente no laboratório para formar o DNA repleto de dados. Apesar dos avanços significativos nessa área, ainda é um processo lento, caro e propenso a erros - não exatamente ideal para o arquivamento de dados em grande escala.

Entretanto, a equipe da Universidade de Pequim e de outras instituições contornou esses problemas usando a metilação para reescrever o DNA que ocorre naturalmente. A metilação é uma modificação epigenética que os organismos normalmente usam para ativar ou desativar genes sem alterar o código genético real.

Eles desenvolveram 700 fragmentos exclusivos de DNA "tipo móvel" como blocos de construção para seu sistema de armazenamento. Ao montar seletivamente tipos móveis específicos em um modelo mestre de DNA, eles codificaram dados digitais. Em seguida, uma enzima adiciona grupos metil em determinados pontos, marcando quimicamente o DNA com a sequência desejada de 1s e 0s.

Em seus experimentos, eles conseguiram armazenar e recuperar imagens de alta resolução de um panda e de um antigo desenho chinês com até 97,47% de precisão. Os pesquisadores atingiram uma taxa de gravação de dados de quase 350 bits por reação de síntese de DNA, mais rápida do que a síntese de novo. O método baseado em metilação é teoricamente muito mais barato, pois reutiliza modelos de DNA existentes em vez de precisar de novos modelos do zero.

É claro que ainda não é tão rápido ou econômico quanto o armazenamento eletrônico. Ainda assim, essa abordagem epigenética do armazenamento de dados de DNA é um grande avanço para lidar com o crescimento maciço de dados digitais usando o próprio meio de armazenamento da natureza. Com mais ajustes, os sistemas de armazenamento de DNA que utilizam a metilação podem se tornar uma maneira prática de arquivar os dados do mundo em um formato de baixo consumo de energia, durável e mais acessível do que a construção de DNA a partir do zero.

Os pesquisadores disseram: "Com o armazenamento de dados de DNA entrando no início da comercialização, a estrutura do epi-bit demonstra as possíveis direções no armazenamento paralelo de informações moleculares com modularidade pré-fabricada"