Como cientistas querem usar DNA para armazenar dados

Cientistas afirmam que deram um passo importante rumo ao armazenamento de informa��es na forma de mol�culas de DNA, que s�o mais compactas e dur�veis que outros meios de armazenamento.

Os discos r�gidos magn�ticos que usamos atualmente para armazenar dados de computador podem ocupar muito espa�o - e precisam ser substitu�dos ao longo do tempo.

O uso do meio de armazenagem preferido dos organismos vivos como backup dos nossos preciosos dados permitiria arquivar imensas quantidades de informa��o em mol�culas min�sculas. Esses dados durariam milhares de anos, segundo os cientistas.

Uma equipe em Atlanta, nos Estados Unidos, acaba de desenvolver um chip que, segundo eles, poder� multiplicar por 100 a qualidade das formas existentes de armazenamento em DNA.

"A quantidade de fun��es do nosso novo chip j� � [cerca de] 100 vezes maior que os dispositivos comerciais atuais", segundo informou � BBC News o pesquisador do Instituto de Pesquisas Tecnol�gicas da Ge�rgia (GTRI, na sigla em ingl�s) Nicholas Guise. "Depois que adicionarmos todos os controles eletr�nicos - o que faremos no pr�ximo ano do programa -, esperamos aprimorar em cerca de 100 vezes a tecnologia existente de armazenamento de dados em DNA".

A tecnologia funciona com o cultivo de fitas de DNA exclusivas, um bloco de cada vez. Esses blocos de constru��o s�o conhecidos como bases - quatro unidades qu�micas distintas que comp�em a mol�cula de DNA. S�o elas: adenina, citosina, guanina e timina.

As bases podem ent�o ser utilizadas para codificar informa��es, de forma an�loga �s sequ�ncias de 1 e 0 (c�digo bin�rio) que armazenam dados na computa��o tradicional.

Existem diversas formas poss�veis de armazenar essas informa��es em DNA. O zero do c�digo bin�rio, por exemplo, pode ser representado pelas bases adenina ou citosina e o 1 pode ser representado por guanina ou timina. Ou um e zero poder�o ser mapeados com apenas duas das quatro bases.

Cientistas afirmam que, formatados em DNA, todos os filmes j� produzidos poder�o ocupar um volume menor que um cubo de gelo.

Com toda essa confiabilidade e compacta��o, n�o surpreende o amplo interesse despertado pelo DNA para que se torne o pr�ximo meio de arquivo de dados que precisam ser mantidos indefinidamente.

As estruturas do chip utilizado para cultivar o DNA s�o chamadas de microcavidades e t�m apenas algumas centenas de nan�metros de profundidade - menos que a espessura de uma folha de papel.

O prot�tipo atual do microchip � um quadrado com cerca de 2,5 cm que possui numerosas microcavidades, permitindo que v�rias fitas de DNA sejam sintetizadas paralelamente. Isso permitir� o cultivo de quantidades maiores de DNA em espa�o de tempo mais curto.

Como se trata de um prot�tipo, nem todas as microcavidades est�o conectadas. Isso significa que a quantidade total de dados que pode ser armazenada em DNA com esse chip espec�fico atualmente � menor que a que podem produzir as principais empresas de s�ntese em chips comerciais.

Mas Guise explica que essa situa��o mudar� quando tudo estiver conclu�do. O recorde atual de armazenamento de dados digitais em DNA � de cerca de 200 MB, em que cada s�ntese isolada leva cerca de 24 horas para ser concretizada. A nova tecnologia poder� escrever 100 vezes mais dados em DNA no mesmo per�odo de tempo.

O alto custo atual do armazenamento em DNA restringiu a tecnologia a clientes muito espec�ficos, como os que procuram arquivar informa��es em c�psulas do tempo. Mas a equipe do GTRI acredita que o seu trabalho poder� ajudar a diluir esse custo.

O instituto formou parcerias com duas companhias de biotecnologia da Calif�rnia, nos Estados Unidos, para elaborar uma demonstra��o comercialmente vi�vel dessa tecnologia: a Twist Bioscience e a Roswell Biotechnologies.

Inicialmente, a armazenagem de dados em DNA n�o ir� substituir as torres de servidores existentes para oferecer acesso r�pido e frequente �s informa��es. Devido ao tempo necess�rio para leitura das sequ�ncias, essa t�cnica seria mais �til para informa��es que precisam ser mantidas dispon�veis por longos per�odos, mas que s�o acessadas apenas ocasionalmente.

Atualmente, esse tipo de dados � armazenado em fitas magn�ticas que devem ser substitu�das a cada cerca de 10 anos. Mas, com DNA, "desde que mantidos sob temperatura suficientemente baixa, os dados sobreviver�o por milhares de anos, de forma que seu custo de propriedade cai a quase zero", explica Guise.

"Muito dinheiro � gasto para escrever o DNA no princ�pio e para ler o DNA, na outra ponta. Se pudermos tornar o custo dessa tecnologia competitivo com o custo de registrar os dados magneticamente, o custo de armazenamento e manuten��o das informa��es em DNA ao longo de tantos anos dever� ser inferior", afirma ele.

O armazenamento em DNA tem uma taxa de erro mais alta que o armazenamento convencional em discos r�gidos. Em colabora��o com a Universidade de Washington, nos Estados Unidos, os pesquisadores do GTRI criaram uma forma de identificar e corrigir esses erros.

O trabalho conta com o apoio da organiza��o governamental norte-americana Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA), que incentiva a ci�ncia dirigida � solu��o de desafios relevantes para a comunidade norte-americana de intelig�ncia.

J� assistiu aos nossos novos v�deos no YouTube? Inscreva-se no nosso canal!