PESQUISADORES DE HARVARD GRAVAM INFORMAÇÕES EM DNA

Em 2011, o mundo criou 1,8 zettabytes de informação, o que representa cerca de 282 gigabytes de dados gerados por cada habitante do planeta. A tendência é que esta quantidade dobre a cada dois anos. Fotografias, vídeos, textos e até tweets, tudo o que é produzido digitalmente precisa de espaço para ser arquivado, e esse é um dos maiores desafios atuais da informática. Em busca de novas formas de armazenamento, um grupo de pesquisadores da universidade de Harvard buscou inspiração na natureza e conseguiu uma proeza: gravar um livro em moléculas de DNA.— É comum nós dizermos que a natureza é perfeita, e o polímero escolhido por ela para armazenar informações é o DNA — diz Andrew Macrae, pesquisador do Instituto de Microbiologia Paulo Góes, da UFRJ.

O arquivo utilizado no experimento tinha apenas 5,37 megabytes, mas, em tese, a tecnologia permite o arquivamento de 455 exabytes em cada grama de material genético. Isso significa que para armazenar os 1,8 zettabytes de informação criados no ano passado seriam necessários apenas quatro gramas de DNA. De acordo com o estudo, o polímero é o material existente mais eficiente para guardar informações, sendo cem bilhões de vezes mais denso que o CD, por exemplo.

Além da alta capacidade, a pesquisa aponta outras qualidades do DNA para o armazenamento massivo de informações: a durabilidade e a eficiência energética.

— Você pode deixar ele onde quiser, abandonar no seu quintal, e ele estará lá 400 mil anos depois — afirma George Church, um dos pesquisadores envolvidos no projeto, num vídeo sobre a pesquisa.

Macrae explica que, diferentemente de outros materiais, o DNA é flexível. Cada fio de código genético pode ser enrolado e compactado, ocupando menos espaço. Sobre a estocagem, o pesquisador diz que em seu laboratório ele é mantido congelado, mas é possível deixá-lo estável sem refrigeração.

— Realmente, é um sistema eficaz de armazenagem de informação — diz.

O livro “Regenesis: how synthetic biology will reinvent nature and ourselves”, escrito pelo próprio Church, tem 53.426 palavras, 11 ilustrações e um arquivo de formatação. No experimento, toda essa informação foi traduzida em código binário (linguagem de computador) e transcrita em DNA sintético.

Para agilizar a leitura, em vez de utilizar apenas uma longa linha de material genético, os pesquisadores dividiram a sequência de DNA em aproximadamente 55 mil pequenos trechos, com uma espécie de código de barras em cada um deles para a reordenação. Depois, o material foi amplificado e “lido” em uma máquina de sequenciamento genético, apresentando uma margem mínima de erro.

O sucesso da experiência foi recebido com entusiasmo pelo pesquisador da USP e especialista em bioinformática Paulo João Kitajima, que vislumbra a aplicação da tecnologia para codificar bibliotecas inteiras ou grandes acervos musicais.

— Os autores do estudo sugerem uma aplicação imediata: dados imutáveis com acesso sequencial de alta velocidade — diz.

Sobre um futuro com as pessoas carregando informações digitais inscritas em suas células, Kitajima é contido.

— É ficção científica, por enquanto — afirma o pesquisador, explicando que são necessárias várias técnicas avançadas para que isso se torne possível. — Seria preciso colocar um DNA exógeno dentro de uma célula humana, transferir essa célula para o tecido de uma pessoa viva e evitar que a maquinaria genética metabolize este DNA.

Comparado aos dispositivos atuais de armazenamento, como discos rígidos e memórias flash, o DNA tem uma desvantagem por não poder ser reutilizado. Não é possível formatar e regravar o material, mas é possível replicar. No experimento, o livro “Regenesis” foi copiado 70 bilhões de vezes.

Alto Custo e baixa velocidade

Outra limitação é a velocidade de leitura. Desde o fim do projeto genoma, o desenvolvimento de novas tecnologias de codificação e sequenciamento genético se acelerou, mas o processo ainda é lento quando comparado às necessidades do mundo digital.

— Quando se pensa em big data, todo o problema é a rapidez com que você acessa os discos. O grande desafio do armazenamento em massa é a velocidade de entrada e saída — diz a professora da PUC-Rio e responsável pelo centro de pesquisa e desenvolvimento da EMC, Karin Breitman.

O custo dos equipamentos é outro impeditivo para que o uso de DNA como forma de armazenamento seja viável. Mesmo assim, Kitajima é otimista quanto ao futuro da técnica.

— Tanto o preço como a velocidade de processamento estão caindo a passos largos. Talvez a tecnologia se torne uma realidade prática em cinco ou dez anos — avalia.

Fonte: O Globo
Foto: Researchers/Latinstock

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