En 2024, se crearon, capturaron, copiaron o consumieron al menos 149 zettabytes de datos, una cifra que se proyecta que se duplicará para 2028, según Statista.
Para enfrentar el crecimiento exponencial de la información, científicos de todo el mundo están en una carrera para encontrar soluciones de almacenamiento más efectivas y sostenibles.
Una idea prometedora proviene de la biología: usar ADN, la molécula que transporta las instrucciones genéticas de todos los seres vivos, como modelo para desarrollar tecnología de almacenamiento revolucionaria.
Un estudio reciente publicado en la revista Nature presentó un enfoque novedoso basado en la epigenética, que promete grabar información de manera más rápida, económica y estable que los métodos tradicionales.
El ADN es conocido por su gran capacidad para almacenar datos de forma compacta y duradera: un gramo de esta molécula puede contener hasta un billón de gigabytes de información, manteniéndose intacto durante miles de años bajo condiciones adecuadas.
La idea de usar ADN como un depósito digital fue propuesta por primera vez en la década de 1950 por el físico Richard Feynman.
Décadas más tarde, en 2012, el equipo del genetista George Church, de la Universidad de Harvard, logró codificar un libro de 53,400 palabras en ADN, demostrando que el concepto era viable.
Sin embargo, el método utilizado, llamado síntesis de novo, añade nucleótidos—las letras del ADN: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C)—uno a uno para crear secuencias que representan datos binarios (0s y 1s).
Este proceso es costoso, lento y propenso a errores, lo que limita su aplicación a gran escala: solo se puede añadir 1 bit (o un octavo de byte) por nucleótido a la secuencia.
Es importante señalar que la tecnología no utiliza el ADN de una persona para el almacenamiento, sino moléculas producidas en laboratorio, diseñadas exclusivamente para este propósito.
Para superar las limitaciones de la síntesis de novo, un equipo de investigadores de China, Alemania y Estados Unidos desarrolló un método innovador que utiliza la epigenética—rama de la ciencia que estudia las modificaciones químicas en el ADN que no alteran su secuencia, pero que afectan su funcionalidad.
El sistema creado por los científicos graba datos a través de un proceso llamado metilación—la adición de pequeños grupos químicos llamados metilos a nucleótidos específicos del ADN. Estas modificaciones, conocidas como epi-bits, representan los 0s y 1s del código binario.
Para ello, los investigadores utilizaron plantillas universales de ADN y fragmentos complementarios llamados tipos móviles—que funcionan como piezas tipográficas que se ajustan a las plantillas, permitiendo que los datos se graben de forma precisa.
La enzima DNMT1, que realiza naturalmente la metilación en el ADN en organismos vivos, fue adaptada para imprimir los patrones de metilación de manera programada, transformando el ADN en una especie de 'cinta de datos.'
En los experimentos, los científicos lograron grabar alrededor de 350 bits por reacción—una cifra muy superior al único bit de la técnica de síntesis de novo.
Además del mayor volumen, esta tecnología es capaz de grabar datos de forma paralela, es decir, múltiples puntos del ADN pueden ser modificados simultáneamente. Esto contrasta con el método tradicional, que graba datos de forma secuencial, haciendo el proceso más lento.
Los datos fueron recuperados con alta precisión mediante el secuenciamiento de nanoporo, una tecnología capaz de detectar cambios químicos en el ADN y traducir los patrones de metilación en información digital.
Además, los científicos demostraron que los epi-bits eran estables incluso en condiciones adversas, como el calentamiento.
En una prueba llamada iDNAdrive, 60 voluntarios sin experiencia en laboratorio utilizaron el sistema para grabar datos con éxito, demostrando que la técnica es accesible y puede aplicarse en entornos descentralizados.
En este sentido, la nueva técnica se muestra más eficiente, rápida, segura y sostenible.
A pesar de los avances, aún existen barreras para que la tecnología basada en epigenética sea ampliamente adoptada.
Una de ellas es mejorar los algoritmos que detectan los patrones de metilación, aumentando la precisión y eficiencia del proceso. Otro punto es el costo inicial de los equipos necesarios, como las plataformas de secuenciamiento de nanoporo, que aún son caras.
Aun así, los resultados del estudio son prometedores y apuntan a un futuro donde el ADN puede ser usado para atender a las crecientes demandas de datos globales, con potencial de escalabilidad para aplicaciones a gran escala.