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Armazenagem de dados em DNA atinge densidade teórica de 215 petabytes por grama

Armazenar informação em DNA é simples e fácil, se você for uma célula. Para guardar nossos filmes educativos ainda é complicado, mas as pesquisas avançam e um grupo conseguiu uma densidade de armazenamento que guardaria 215 petabytes de informação em uma grama de DNA.

1 ano atrás

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A idéia de usar biocomputadores é antiga na ficção científica, na TV é lugar comum e em Star Trek Voyager a nave era equipada com Gel Packs experimentais que agiam como unidades de memória e computação. A idéia é boa, mas não é nova. Você tem um sistema equivalente na palma da sua mão e, se for adolescente, provavelmente também na sua cortina, na sua meia, no travesseiro…

Estou falando do DNA, uma molécula autoreplicante que surgiu pela primeira vez 3,5 bilhões de anos atrás em uma poça de gosma e deu origem a toda a via na Terra. Temos até cenas exclusivas do momento:


Shane Todd — Little Pond of Goo

A molécula de DNA é extremamente compacta, quase bidimensional em sua estrutura. Se o DNA de uma única célula sua fosse esticado, resultaria em uma molécula de 2 metros de comprimento. Esa molécula guarda tudo que você era ao nascer, e tudo que você será até morrer. Suas habilidades inatas, se você tem predisposição a doenças cardíacas, a cor de seus olhos e se você gosta de coentro.

Tudo isso está replicado bilhões de vezes, no núcleo de todas as suas células há o equivalente em bytes a 1,6 GB de informação definindo… você (algumas pesquisas indicam que há uma segunda camada de informação no DNA mas não entremos nisso).

Parece muito, ainda mais se lembrarmos de Westworld, onde um ser humano pode ser reproduzido com 10.124 linhas de código. Em caso de comentaristas de portal, umas 25 e metade é declaração de constantes.

Claro que a informação guardada no DNA não é binária, mas a beleza é que ele PODE ser usado pra guardar informação digital, e há um monte de gente trabalhando nisso. O salto mais recente veio de uma pesquisa da Universidade Columbia e do New York Genome Center. Eles criaram um sistema de codificação de dados capaz de armazenar 215 petabytes de dados em uma grama de DNA. É Pr0n demais!

Mentira, não existe Pr0n demais.

Eles usam oligonucleotídeos, sequências curtas de DNA, cada uma armazenando parte do bloco de dados. Como há muito ruído no processo, com sequências geradas errado, contaminação, degradação por fatores externos, são gerados bilhões de cópias de cada bloco.

Esses dados precisam ser codificados com compressão, correção de erro, indexação e então transformados em sequências genéticas. O processo é extremamente complicado, 1 GB de informação leva 4 dias pra ser processado. E nem chegamos no tempo do sequenciador de DNA gerar o material em si.

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Os tais 215 petabytes do teórico bloco de 1 grama de DNA levariam 2.356.164,38 anos para serem processados. Isso se a tia da limpeza não desligar a tomada pra ligar o aspirador.

Sintetizar o DNA também não sai barato. O DNA equivalente a 1 GB de dados custa US$ 5,63 milhões para ser produzido. O método desenvolvido pelo pessoal da pesquisa barateou isso para US$ 3,27 milhões, o que significa que nosso cubinho de caldo Knorr de DNA custaria US$ 703,05 TRILHÕES.

Esses números assustam, mas quando montei meu primeiro PC, um 384 DX-40 MHz eu comprei 4 MB de RAM. Cada MB custou US$ 60,00 no executivo de fronteira. Hoje meu PC tem 16 GB de RAM. Nos custos lá da Aurora dos Tempos eu tenho o equivalente a US$ 960.000,00 instalados na máquina.

Nos primórdios mesmo, os custos eram ainda mais astronômicos, com valores de US$ 1,00 por byte ou maiores. A tecnologia de armazenar dados em DNA é coisa par ao futuro, 15 ou 20 anos no mínimo, você não verá DNA nos seus gadgets tão cedo, a menos que seja o Leonan, mas as vantagens de densidade de dados são grandes demais para que isso fique para sempre como uma curiosidade de laboratório.

Os detalhes do processo podem ser lidos no suplemento do paper, infelizmente o artigo principal, DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture, está atrás de paywalls.

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