L'innovazione nell'archiviazione dei dati del DNA utilizza i processi cellulari naturali per scrivere i dati digitali

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo intelligente per memorizzare i dati digitali nel DNA senza dover sintetizzare sequenze di DNA personalizzate da zero. Un recente articolo di Nature spiega come hanno dirottato un processo epigenetico naturale chiamato metilazione per "stampare" le informazioni sui filamenti di DNA esistenti.

Di solito, l'archiviazione dei dati del DNA implica la conversione dei dati digitali in sequenze di basi nucleotidiche A, C, T e G. Poi, attraverso un processo chiamato sintesi de novo, queste sequenze vengono create chimicamente in laboratorio per formare il DNA contenente i dati. Nonostante i progressi significativi in questo settore, si tratta ancora di un processo lento, costoso e soggetto a errori, non esattamente ideale per l'archiviazione di dati su larga scala.

Tuttavia, il team dell'Università di Pechino e di altri istituti ha aggirato questi problemi utilizzando la metilazione per riscrivere il DNA naturale. La metilazione è una modifica epigenetica che gli organismi utilizzano in genere per attivare o disattivare i geni senza modificare il codice genetico effettivo.

Hanno sviluppato 700 frammenti unici di DNA "tipo mobile" come elementi costitutivi del loro sistema di archiviazione. Assemblando selettivamente tipi mobili specifici su un modello di DNA master, hanno codificato i dati digitali. Un enzima aggiunge poi gruppi metilici in determinati punti, etichettando chimicamente il DNA con la sequenza di 1 e 0 desiderata.

Nei loro esperimenti, sono riusciti a memorizzare e recuperare immagini ad alta risoluzione di un panda e di un antico disegno cinese con una precisione del 97,47%. I ricercatori hanno raggiunto un tasso di scrittura dei dati di quasi 350 bit per reazione di sintesi del DNA, più veloce della sintesi de novo. Il metodo basato sulla metilazione è teoricamente molto più economico, poiché riutilizza i modelli di DNA esistenti invece di doverne creare di nuovi da zero.

Certo, non è ancora così veloce o conveniente come l'archiviazione elettronica. Tuttavia, questo tocco epigenetico sull'archiviazione dei dati del DNA è un grande passo avanti verso la gestione della crescita massiccia dei dati digitali utilizzando il mezzo di archiviazione proprio della natura. Con ulteriori modifiche, i sistemi di archiviazione del DNA che utilizzano la metilazione potrebbero diventare un modo pratico per archiviare i dati del mondo in un formato a basso consumo, durevole e più conveniente rispetto alla costruzione del DNA dalle fondamenta.

I ricercatori hanno detto: "Con l'archiviazione dei dati del DNA che sta entrando nell'alba della commercializzazione, il quadro epi-bit dimostra le potenziali direzioni dell'archiviazione parallela di informazioni molecolari con modularità prefabbricata"