Cientistas criam tecnologia para usar código genético do DNA para armazenar dados

Cientistas desenvolveram uma tecnologia para usar o código genético do DNA para armazenar dados, impulsionando a busca por soluções para salvar volumes cada vez maiores de informações digitais de forma mais barata e sustentável.

O DNA é visto como uma potencial salvação para economias dependentes de dados, pois é estável e apenas um grama dele pode teoricamente armazenar o equivalente a cerca de 10 milhões de horas de vídeo em alta definição.

Pesquisadores de instituições dos Estados Unidos, China e Alemanha usaram uma reação química simples para imitar o sistema binário dos computadores tradicionais, permitindo a impressão das informações no DNA com boa precisão e muito mais rapidamente do que os métodos tradicionais.

A nova tecnologia, relatada em um artigo da revista Nature na última quarta-feira (23), deve possibilitar "aplicações do mundo real" do armazenamento de DNA que colocam menos pressão sobre a eletricidade e outros recursos, disse Long Qian, uma das coautoras do trabalho.

"As tecnologias atuais de armazenamento de dados simplesmente não conseguem armazenar e preservar as enormes quantidades de dados que estamos coletando e produzindo todos os dias", afirmou Qian, pesquisador do Centro de Biologia Quantitativa da Universidade de Pequim, na China. "Se os dados forem armazenados por mais de 50 anos... preservar dados em DNA será mais barato do que usar e manter discos rígidos."

Tentativas anteriores de salvar informações em código genético sintético foram demoradas, caras e vulneráveis a erros.

Nesse projeto, os cientistas adotaram um processo químico natural conhecido como metilação para modificar os blocos biológicos no DNA conhecidos como bases. Como isso significava que as bases estavam metiladas ou não metiladas, isso lhes deu dois estados possíveis para codificar informações —como os valores binários de 0 e 1 usados pelos computadores.

Uma vantagem potencial da metilação é sua simplicidade em relação aos métodos convencionais de armazenamento de dados de DNA, que envolvem a construção de quantidades cada vez maiores de novo código genético. Os pesquisadores usaram a técnica para armazenar imagens, como uma foto colorida de um panda e uma reprodução de um tigre feito durante a dinastia Han, da China.

Os pesquisadores estimaram que sua estratégia de codificação poderia potencialmente ser 10 mil vezes mais rápida do que os métodos existentes a uma fração ínfima do custo, segundo Qian.

"O processo é mais como 'uma prensa' e menos como 'deixar um rastro de migalhas de pão'. A esperança é tornar as coisas pequenas, rápidas, duráveis, não prejudiciais ao meio ambiente e baratas", disse Nick Goldman, cientista sênior do Instituto Europeu de Bioinformática, acrescentando que mais avaliação da velocidade e dos custos do sistema são necessárias.

Impulsionado pelo aumento do uso de inteligência artificial, a quantidade de dados gerados anualmente hoje chega a zetabytes, ou trilhões de gigabytes. Isso vem aumentando a pressão sobre a capacidade de armazenamento digital, bem como alimentando uma enorme demanda por eletricidade dos centros de dados do mundo.

Algumas empresas como Amazon, Google e Microsoft estão buscando acordos de fornecimento de energia nuclear para atender às suas necessidades de dados na nuvem.

A nova técnica de armazenamento de dados de DNA tem o "potencial de contornar as limitações de tempo e custo das abordagens convencionais", de acordo com comentário também publicado na Nature.

Mas o método ainda suscita dúvidas, segundo Carina Imburgia e Jeff Nivala, da Universidade de Washington. Entre elas a estabilidade a longo prazo das bases quimicamente alteradas e dos processos complexos necessários para copiá-las e —em algumas circunstâncias— lê-las.

"O custo total do novo sistema excede o do armazenamento de dados de DNA convencional e dos sistemas de armazenamento digital, limitando aplicações práticas imediatas", disseram eles. "Abordar as questões pendentes ajudará a tornar o sistema mais prático para uma ampla gama de usos."