A Microsoft construiu um armazenamento de dados de DNA totalmente automatizado

• Pesquisadores constroem o primeiro sistema automatizado para armazenar e recuperar dados em DNA artificial.
• Eles armazenaram e recuperaram a mensagem de 5 bytes ‘OLÁ’.
• O sistema baseado em DNA pode armazenar grandes quantidades de dados em relativamente menos espaço e pode durar muito mais do que os dispositivos de armazenamento existentes.

Vivemos em um mundo repleto de dados e eles estão aumentando a taxas surpreendentes. De acordo com a 6ª edição do relatório DOMO, 90% dos dados mundiais foram gerados nos últimos 2 anos. Mais de 2,5 exabytes (ou 2,5 milhões de terabytes) de dados são criados a cada dia, e esse ritmo só está acelerando com o crescimento da Internet das Coisas.

A Microsoft está explorando técnicas para armazenar com eficiência essas enormes quantidades de dados. A empresa está atualmente trabalhando em tecnologias de computação molecular para criptografar e recuperar dados em DNA fabricado.

Comparado aos chips baseados em silício, o DNA pode armazenar um grande volume de informações digitais em um espaço relativamente pequeno. Ele pode empacotar todos os dados atualmente salvos em um datacenter do tamanho de um depósito em um espaço do tamanho de uma caixa de fósforos.

Em 2018, pesquisadores da Universidade de Washington demonstraram uma técnica em que eram capazes de armazenar 1GB de dados (imagens, áudio, vídeos, obras literárias) em DNA sintético.

Recentemente, uma equipe de pesquisa da Universidade de Washington e da Microsoft criou um sistema automatizado para armazenar e recuperar dados em DNA artificial. Esta é a primeira vez que alguém demonstra um sistema automatizado completo para manter as informações no DNA.

Usando o sistema de protótipo, eles armazenaram e recuperaram a mensagem de 5 bytes ‘OLÁ’. Basicamente, eles codificaram a mensagem em fragmentos de DNA artificial e a transformaram de volta em dados digitais.

Como funciona?

Para armazenar dados em moléculas de DNA sintético, várias etapas intermediárias requerem ação manual no laboratório de pesquisa. Automatizar esses processos tornaria o armazenamento mais acessível em escala comercial. O objetivo deste estudo é provar que é possível alcançar a automação completa.

Referência:Natureza | doi:10.1038 / s41598-019-41228-8 | Microsoft

O sistema desenvolvido nesta pesquisa converte dados digitais (‘zeros’ e ‘uns’) em blocos de construção de DNA (‘As’, ‘Ts’, ‘Cs’ e ‘Gs’). Em seguida, ele utiliza alguns instrumentos prontos para o uso para fazer fluir os produtos químicos e líquidos essenciais para um sintetizador (cria e fragmentos de DNA) e para conduzi-los a um recipiente para armazenamento.

Crédito:Microsoft

Para recuperar os dados, o sistema prepara o DNA (adicionando outros produtos químicos) e o empurra para outra seção por meio de bombas microfluídicas, onde as sequências de DNA são lidas e convertidas de volta em dados digitais.

A equipe também construiu métodos para realizar cálculos úteis - como pesquisar e recuperar apenas imagens que contenham uma bicicleta verde ou uma maçã - usando apenas as moléculas, sem converter os dados de volta em um formato digital.

Um novo tipo de sistema de computação

Em condições adequadas, o DNA pode durar muito mais tempo do que os dispositivos de armazenamento existentes que se degradam em algumas décadas. Como os sistemas baseados em DNA usam produtos químicos líquidos para mover as moléculas - o que é inerentemente diferente das tecnologias de computação atuais que usam elétrons - eles exigem soluções de engenharia completamente novas.

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Este é um nível totalmente novo de técnicas de computação em que as moléculas são usadas para armazenar dados e a eletrônica para manuseá-los e processá-los. Definitivamente, contém muitas possibilidades intrigantes para o futuro.