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Almacenamiento exitoso de información digital en el ADN de un organismo vivo

Los discos duros y otros sistemas de almacenamiento de datos almacenan grandes cantidades de información en la actualidad. Sin embargo, al igual que las cintas magnéticas o los disquetes en el pasado, estos dispositivos pueden quedar obsoletos con el tiempo y perderemos el acceso a los datos que recopilamos en ellos. Es por eso que los científicos han desarrollado un método para convertir datos en ADN registrar un organismo vivo. Este tipo de "almacenamiento masivo"probablemente no se volverá obsoleto en el futuro previsible.

Seth Shipman, de la Universidad de California en San Francisco, que no participó en el trabajo, elogió el desempeño de sus colegas de la Universidad de Columbia, pero señala que pasará mucho tiempo antes de que tales sistemas encuentren una aplicación práctica.

Fuente de la imagen: Pixabay

Se pueden encontrar más detalles en Naturaleza (https://www.nature.com/articles/s41589-020-00711-4)


Los científicos han estado hablando sobre el almacenamiento de datos en el ADN desde ayer. Ácido desoxirribonucleico es un medio muy atractivo. Permite que los datos se empaqueten más de 1000 veces más densamente que en los discos duros más potentes, lo que significa que podría almacenar 10 películas en un espacio del tamaño de un grano de sal. Dado que el ADN también es un elemento central de los sistemas biológicos, es de esperar que las tecnologías para escribir y leer datos sean más baratas y perfectas con el tiempo.

Hasta ahora, para escribir datos en el ADN, los científicos han utilizado una secuencia de unos y ceros en combinaciones de Pares de bases de ADN luego, los datos se codifican en el ADN. Sin embargo, dado que la precisión de la síntesis de ADN disminuye con la longitud, se sintetiza ADN con una longitud de 200 a 300 pares de bases. A cada uno de estos fragmentos se le asigna un identificador único para que se sepa dónde se encuentran determinados datos. Este es un método muy caro. Cuesta hasta $ 3.500 almacenar 1 megabit de información y los viales de ADN pueden degradarse con el tiempo.



Es por eso que los científicos intentan registrar datos en el ADN de organismos vivos que transmiten información entre generaciones. En 2017, el equipo de Harris Wang en la Universidad de Columbia aprovechó la Tecnología CRISPRpara detectar señales biológicas como la presencia de fructosa. Cuando los investigadores agregaron fructosa a las células de E. coli, la expresión génica en los niveles extracromosómicos aumentó Moléculas de ADN, los llamados plásmidos.

Luego, los componentes que defienden a la bacteria contra los virus cortan el plásmido con demasiada expresión génica y parte de él se dirige a cierta parte de la bacteria. ADNque recuerda los ataques virales. Esta pieza adicional representaba un "1" digital, si la señal de fructosa no estaba presente, se trataba de un "0" digital.

Dado que solo se podían guardar unos pocos bits de datos de esta manera, Wang y sus colegas reemplazaron ahora el sistema basado en fructosa por uno eléctrico. Modificaron la bacteria E. coli de tal manera que la expresión de plásmidos aumentó en respuesta a un voltaje eléctrico aplicado. De esta manera, podrían codificar eléctricamente hasta 72 bits de datos en el ADN bacteriano y el mensaje "¡Hola mundo!" escribir. Los científicos también demostraron que podían agregar E. coli a una mezcla estándar de microorganismos del suelo y luego secuenciar todo para leer el mensaje codificado.

Wang enfatiza que este es solo el comienzo de la investigación. No tenemos la intención de competir con los sistemas de almacenamiento de datos actuales. Los científicos tienen mucho trabajo por hacer. Por ejemplo, necesitan encontrar una forma de proteger la información de la degradación causada por mutaciones en las bacterias durante la división celular.