Pesquisadores do Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge anunciaram a criação de um método que permitirá que dados criptografados sejam armazenados em moléculas de DNA, bem como reescritos. Cientistas falaram sobre isso na revista Nano Letters.
Pesquisadores do Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge anunciaram a criação de um método que permitirá que dados criptografados sejam armazenados em moléculas de DNA, bem como reescritos. Cientistas falaram sobre isso na revista Nano Letters.
A ideia de armazenar informações usando o código genético é sintetizar longas moléculas de DNA com sequências individuais de blocos básicos. A densidade de gravação de dados, que é alcançada desta forma, é ordens de magnitude maior do que nas tecnologias magnéticas ou de estado sólido existentes, e o tempo de armazenamento chega a milhares, não dezenas de anos. A durabilidade e densidade dos dados de DNA seriam especialmente úteis para arquivamento, se não por algumas limitações significativas.
“Um dos maiores desafios é fazer o DNA”, diz Ulrich Keizer, professor de física aplicada na Universidade de Cambridge. - A síntese de novo de moléculas de DNA com determinadas sequências de unidades básicas é bastante longa, muito trabalhosa e requer o uso de enzimas. Mas com a nossa abordagem, ficou mais fácil - é como construir um modelo com peças de LEGO. Basta misturar os ingredientes, aquecer e esfriar."
Ler dados armazenados em sequências de DNA também é lento e caro. A tecnologia de sequenciamento já percorreu um longo caminho, mas ainda depende fortemente da produção de bilhões de cópias de uma molécula para amplificar os sinais das interações de proteínas. Um método alternativo de sequenciamento passa uma molécula de DNA por um nanoporo e lê a sequência em tempo real com base nas mudanças na corrente iônica conforme diferentes pares de bases passam por ela. Embora seja mais barato e eficiente, ler bits de uma sequência de DNA dessa forma ainda consome muito tempo para as tecnologias de armazenamento.
Os autores do novo trabalho desenvolveram uma abordagem que permite ler informações com facilidade e precisão usando nanoporos e anotá-las simplesmente misturando substâncias. A chave para a nova abordagem é controlar o “recozimento” das extremidades adesivas do DNA de fita simples. A sequência de nucleotídeos na estrutura do DNA é a mesma em todas as moléculas usadas, mas a fita complementar que é biotinilada pode conter outras bases. Quando a fita complementar é biotinilada, ela se liga às moléculas de estreptavidina, tornando mais fácil detectar a mudança na corrente iônica conforme o DNA passa pelo nanoporo. Assim, a presença dessa substância em uma ou outra parte do DNA é registrada no programa de leitura como "1" e sua ausência como "0".
A nova tecnologia para escrever e ler informações usa um DNA de fita simples adicional que permanece para fora após a funcionalização, o que torna mais fácil apagar e reescrever informações. Os dados permanecem criptografados pelos filamentos biotinilados que se projetam. Isso é possível porque só quem conhece a sequência das extremidades pegajosas do DNA de fita simples saberá que sequência deve ter a fita complementar ligada à estreptovidina para ter a sequência de zeros e uns obtidos pelo sequenciamento de nanoporos. Agora, os pesquisadores planejam ampliar a tecnologia, para experimentar outras substâncias além da estreptovidina para melhorar a eficiência dos processos de registro e exclusão de informações.
Autor: Nikita Shevtsev
Vídeo promocional:
