Informatica

Los Datos Podrían ser Almacenados en Moléculas por Millones de Años  

Data Could be Storage in Molecules

Una nueva forma de almacenar información podría albergar datos de manera estable durante millones de años, vivir fuera del Internet y, una vez que están escritos, no consumirán energía.

Los libros se pueden quemar. Las computadoras son hackeadas. Los DVD se degradan. Las tecnologías para almacenar información (tinta en papel, computadoras, CD y DVD, e incluso ADN) continúan mejorando. Y, sin embargo, amenazas tan simples como el agua y tan complejas como los ataques cibernéticos aún pueden corromper nuestros registros.

A medida que el auge de los datos continúa creciendo, cada vez más y más información se archiva en menos espacio. Incluso la nube, cuyo nombre promete un espacio opaco e interminable, eventualmente se quedará sin espacio, no pudiendo frustrar a todos los hackers y tragándose por lo tanto la energía. Ahora, una nueva forma de almacenar información podría albergar datos de manera estable durante millones de años, vivir fuera del Internet y, una vez que está escrito, no usar energía. Todo lo que necesita es un químico, algunas moléculas baratas y su valiosa información.

«Piense en almacenar los contenidos de la Biblioteca Pública de Nueva York con una cucharadita de proteína», dice Brian Cafferty, primer autor del artículo que describe la nueva técnica y un becario postdoctoral en el laboratorio de George Whitesides, Woodford L. y Ann A. Profesor de la Universidad de Harvard. El trabajo se realizó en colaboración con Milan Mrksich y su grupo, en la Northwestern University.

«Al menos en esta etapa, no vemos que este método compita con los métodos existentes de almacenamiento de datos», dice Cafferty. «En cambio, lo vemos como complementario de esas tecnologías y, como objetivo inicial, adecuado para el almacenamiento de datos de archivo a largo plazo».

La herramienta química de Cafferty podría no reemplazar la nube. Pero el sistema de archivo ofrece una alternativa atractiva a las herramientas de almacenamiento biológico como el ADN. Recientemente, los científicos descubrieron cómo manipular a nuestro fiel guardián de la información genética para codificar más que solo el color de los ojos. Los investigadores ahora pueden sintetizar cadenas de ADN para registrar cualquier información, incluidos videos de gatos, tendencias de dieta y tutoriales de cocina (si debiesen hacer otra pregunta).

Pero mientras que el ADN es pequeño en comparación con los chips de computadora, la macromolécula es grande en el mundo molecular. Y, la síntesis de ADN requiere un trabajo experto y, a menudo, repetitivo. Si cada mensaje debe diseñarse desde cero, el almacenamiento de macromoléculas podría convertirse en un trabajo largo y costoso.

«Nos propusimos explorar una estrategia que no se presta directamente de la biología», dice Cafferty. «En cambio, confiamos en las técnicas comunes en química orgánica y analítica, y desarrollamos un enfoque que utiliza moléculas pequeñas de bajo peso molecular para codificar información».

Con solo una síntesis, el equipo puede producir suficientes moléculas pequeñas para codificar múltiples videos de gatos a la vez, lo que hace que este enfoque requiera menos mano de obra y sea más económico que uno basado en el ADN.

Para sus moléculas de bajo peso, el equipo seleccionó oligopéptidos (dos o más péptidos unidos entre sí), que son comunes, estables y más pequeños que el ADN, el ARN o las proteínas.

Los oligopéptidos también varían en masa, dependiendo de su número y tipo de aminoácidos. Mezclados, se distinguen unos de otros, como las letras en una sopa de letras.

Hacer palabras con las letras es un poco complicado: en un micro pocillo, como en una versión en miniatura de un lunar, pero con 384 orificios molares, cada pozo contiene oligopéptidos con masas variables. Al igual que la tinta se absorbe en una página, las mezclas de oligopéptidos se ensamblan en una superficie metálica donde se almacenan. Si el equipo quiere leer lo que «escribieron», miran a uno de los pozos a través de un espectrómetro de masas, que clasifica las moléculas por masa. Esto les dice qué oligopéptidos están presentes o ausentes: su masa los aparta.

Luego, para traducir la mezcla de moléculas en letras y palabras, tomaron prestado el código binario. Una «M», por ejemplo, usa cuatro de ocho oligopéptidos posibles, cada uno con una masa diferente. Los cuatro que flotan en el pozo reciben un «1», mientras que los cuatro que faltan reciben un «0». El código binario molecular apunta a una letra correspondiente o, si la información es una imagen, un píxel correspondiente.

Con este método, una mezcla de ocho oligopéptidos puede almacenar un byte de información; 32 puede almacenar cuatro bytes; Y más podría almacenar aún más.

Pero, con una tecnología más rápida, las velocidades del equipo seguramente aumentarán. Una impresora de inyección de tinta, por ejemplo, podría generar caídas a tasas de 1.000 por segundo y acumular más información en áreas más pequeñas. Y, los espectrómetros de masas mejorados podrían tomar incluso más información a la vez.

El equipo también podría mejorar la estabilidad, el precio y la capacidad de su almacenamiento molecular con diferentes clases de moléculas. Sus oligopéptidos están hechos a la medida y, por lo tanto, más caros. Pero los futuros constructores de bibliotecas podrían comprar moléculas de bajo costo (como los alcanetioles) que costarían solo un centavo para registrar 100,000,000 bits de información.

A diferencia de otros sistemas de almacenamiento de información molecular, que se basan en una molécula específica, este enfoque puede usar cualquier molécula maleable si se puede manipular en bits distinguibles.

Los oligopéptidos y otras opciones similares ya son resistentes. «Los oligopéptidos tienen una estabilidad de cientos o miles de años en condiciones adecuadas», según el documento. Las moléculas resistentes podrían soportar sin luz u oxígeno, a altas temperaturas y sequía. Y, a diferencia de la nube, a la que los hackers pueden acceder desde su sillón, el almacenamiento molecular solo se puede acceder en persona. Incluso si un ladrón encuentra el alijo de datos, se necesita un poco de química para recuperar el código.

La biblioteca molecular escalable de Cafferty es una opción estable de energía cero y resistente a la corrupción, para el almacenamiento de información en el futuro. Por lo tanto, si los libros se queman, las computadoras se piratean y los DVD fallan, una molécula llena de información podría persistir para recordarle a la humanidad futura cuánto amamos un buen video de películas de vaqueros.

Fuente: Universidad de Harvard
 

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