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I DVD del futuro saranno fatti di DNA

Un gruppo di genetisti è riuscito a codificare un libro in un filamento di DNA, è solo il primo passo verso quella che potrebbe essere una nuova tecnologia per l'immagazzinamento di dati digitali in spazi microscopici

– Credits: Jorge Lucero @ Flickr

Immaginate un laboratorio grande quanto questo intero pianeta che da centinaia di milioni di anni lavora incessantemente allo stesso progetto: perfezionare una tecnologia per immagazzinare e rielaborare zettabyte su zettabyte di dati in supporti microscopici e ultraresistenti. Anzi, smettete pure di immaginare perché questo laboratorio esiste, e per quanto la sua attività sia impercettibile, ne fate parte anche voi: si chiama evoluzione.

In centinaia di milioni di anni, l’evoluzione ha creato un meccanismo di immagazzinamento dati sicuro ed efficiente, il più potente ed efficace mai esistito: la codifica e la replicazione del DNA . Basti pensare che in un nucleo cellulare del diametro di 6 micrometri è immagazzinata tutta l’informazione necessarie a costruire un essere umano, proteina su proteina. Mentre nei laboratori più scintillanti dell’hi-tech si consumano le diottrie per spingere all’estremo i limiti di memorie a stato solido e a memristor, alla Harvard Medical School una squadra di genetisti e ingegneri biomedici ieri ha compiuto un primo importantissimo passo verso un orizzonte diverso, quello delle memorie a DNA.

Il team guidato da George Church è infatti riuscito a stoccare un libro di 53.000 parole e 11 immagini codificandolo nelle basi azotate di un filamento di DNA. Per stoccare i 5,27 megabit del documento si è scelto di utilizzare una codificazione binaria dove le basi azotate adenina e citosina (A e C) indicavano lo zero, mentre guanina e timina (G e T) indicavano l’uno. Per minimizzare i tempi e i costi di codifica il team di Harvard ha scelto di codificare il documento in brevi frammenti di DNA, successivamente disposti su supporti di vetro e indicizzati mediante un apposito archivio.

Oltre a consentire l’immagazzinamento di tonnellate di dati in uno spazio minuscolo (immaginate di stoccare 100 miliardi di DVD in un grammo di materiale genetico), questo tipo di codifica genetico-digitale presenta altri vantaggi rispetto ai tradizionali sistemi esplorati finora: i documenti codificati possono essere facilmente copiati e letti anche dopo milgliaia di anni, senza bisogno di costosi sistemi di conservazione del materiale genetico. Dopo tutto, come abbiamo spiegato all’inizio, si tratta di una tecnologia che è stata perfezionata in milioni di anni e che ogni giorno consente la riproduzione e il funzionamento fisiologico di centinaia di miliardi di esseri viventi sulla terra.

La tecnologia sviluppata da Church e colleghi è ora in attesa di brevetto, ma dovrà essere parecchio migliorata prima di poter essere utilizzata fuori da un laboratorio. Per codificare il DNA-libro ci sono voluti giorni, e la tecnica presenta ancora costi poco sostenibili e un certo margine di errore nella codifica delle basi azotate.

Nonostante ciò, i ricercatori che hanno collaborato al progetto si dichiarano fiduciosi che di qui a 10 anni possano esserci le condizioni per introdurre questa tecnologia nella vita di tutti i giorni.

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