700 kilobyte di dati in un grammo di DNA: si può fare

AGGIORNAMENTO 23/08/2012: un lettore ci ha contatto per segnalarci un errore all'interno della notizia. Lo ringraziamo e ci scusiamo. Abbiamo modificato alcuni dati: non si tratta di 700 TB ma di 700 Kilobyte. I dati archiviati non sono 5,5 petabit ma 5,27 milioni di bit, quindi 5,27 megabit. La fonte segnalata dall'utente è questa.

È possibile archiviare 700 kilobyte di dati (5,27 megabit) in un grammo di DNA. A tanto si sono spinti i bio-ingegneri e genetisti del Wyss Institute dell'Università di Harvard, distruggendo il precedente record di densità. Gli studiosi sono riusciti a codificare nel DNA il libro "Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves", scritto dal professor George Church, e poi sono riusciti a leggerlo e a copiarlo miliardi di volte.

In questo lavoro, a cui oltre a Church e al suo team hanno partecipato lo scienziato Sri Kosuri e il professor associato Yuan Gao della Johns Hopkins University, il DNA è stato trattato come un dispositivo di archiviazione digitale. Al posto di dati binari codificati come regioni magnetiche sul piatto di un hard disk, sono stati sintetizzati filamenti di DNA che immagazzinano 96 bit, con ciascuna delle basi (TGAC) a rappresentare un valore binario (T e G = 1, A e C = 0).

Per leggere i dati archiviati nel DNA è bastato sequenziarli e convertire ognuna delle basi TGAC in dati binari. Per facilitare il sequenziamento, l'inizio di ogni filamento di DNA ha un blocco d'indirizzamento a 19 bit (i bit rossi nell'immagine sotto) che ha consentito di sequenziare un intero pezzo di DNA in modo disordinato, ordinando poi il tutto successivamente mediante gli indirizzi.

Il DNA è un buon supporto di memorizzazione per tre ragioni, ed è per questo che anche altri scienziati vi stanno lavorando da tempo: è incredibilmente denso (potete archiviare un bit per base, e una base è composta da pochi atomi), è volumetrico anziché planare ed è incredibilmente stabile a temperatura ambiente, resistente e durevole. Solo recentemente però la sintesi e il sequenziamento del DNA si sono fatti più accessibili.

Il salvataggio di dati nel DNA apre a scenari cinematografici, forse anche un po' inquietanti, ma non c'è dubbio che l'evoluzione dell'ingegneria genetica ci spingerà sempre più in avanti, con i pro e contro del caso. Leggere e scrivere dati nel DNA al momento è un'operazione notevolmente più lenta rispetto ad altri supporti, il che rende questo studio indicato all'archiviazione di un grande quantitativo di informazioni.

Chissà, forse in futuro immagazzineremo la storia dell'umanità e della Terra in pochi grammi di DNA, a favore di culture ed esseri che (magari) ci visiteranno o arriveranno in futuro. Non è detto infatti che l'uomo sarà ancora qui tra milioni di anni, come ben insegna la storia dell'evoluzione.

Per questo esperimento il team di Church non ha usato cellule viventi, bensì "microchip commerciali di DNA" per creare il DNA necessario all'esperimento. "In un organismo il vostro messaggio è solo una piccola frazione di un'intera cellula, quindi c'è molto spazio sprecato. La cosa più importante però è che quando il DNA introdotto in una cellula non porta vantaggi evolutivi, la cellula inizierà a mutarlo fino a cancellarlo completamente", ha dichiarato George Church.