¿Cuál será el impacto económico de la reutilización del ADN para el almacenamiento digital, como han logrado recientemente los investigadores (abril de 2016)?

Answer 1

No es un secreto que estamos generando mucha más información de la que podemos almacenar. Cuando hace clic en un enlace antiguo y recibe el mensaje “Archivo 404 no encontrado”, es probable que haya intentado acceder a la información que se ha vaporizado para dejar espacio para algo más nuevo. Y el “envejecimiento” puede significar sólo unos pocos meses. Incluso con el costo increíblemente barato del almacenamiento de datos moderno, simplemente no podemos quedarnos con todo. Cuando piensas en almacenar toda esta información en la escala de una década o un siglo, el problema es asombroso.

El atractivo del ADN como medio de almacenamiento es su densidad extremadamente alta. Las estimaciones de la densidad de información potencial son del orden de un exabyte (10 mil millones de GB) por milímetro cúbico, que es aproximadamente mil millones de veces más denso que las tecnologías más avanzadas disponibles en la actualidad. En otras palabras, el valor de una hectárea de cintas de almacenamiento (20,000 m ^ 3) podría reducirse a 20 centímetros cúbicos, un volumen más pequeño que un iPhone.

Suena genial. Pero claro que aún no hemos llegado. Los principales obstáculos para usar dispositivos de memoria de ADN son la precisión y la velocidad de almacenamiento y recuperación de la información. El costo es un problema ahora, pero sin duda caerá dramáticamente a medida que las tecnologías maduren y se amplíen. En sistemas biológicos, las tasas de error de replicación varían de 1 en 10,000 a 1 en 1,000,000,000 [1]. Las tasas más precisas se logran solo mediante el uso de una maquinaria de corrección de datos elaborada y energéticamente costosa. La lectura es dolorosamente lenta, aproximadamente 90 nucleótidos por segundo en la transcripción del ARN, lo que corresponde a unos 20 bytes por segundo [2]. También está el problema de la estabilidad. El ADN almacenado en un medio acuoso está sujeto a reacciones de hidrólisis, depuración y desaminación oxidativa que introducen errores o lo hacen ilegible.

Se ha logrado un progreso significativo en el tratamiento de estos problemas. Además del trabajo vinculado en la pregunta, un grupo del Reino Unido ha demostrado la lectura y escritura de archivos de escala MB con el 100% de precisión [3] en un formato escalable. El ADN almacenado en forma liofilizada debe ser estable durante décadas, en medios vítreos, quizás durante siglos.

A pesar de estos avances, la principal limitación para almacenar información en el ADN es la velocidad de lectura y escritura. Cualquier método que se base en procesos biológicos o químicos, como la hibridación o la secuenciación enzimática, estará sujeto a tasas de difusión como factor limitante en el almacenamiento y la recuperación de la información. La difusión es un proceso increíblemente lento, aproximadamente 15 órdenes de magnitud más lento que la propagación de señales eléctricas. Quizás los métodos avanzados de obtención de imágenes, como la microscopía de fuerza atómica, podrían evitar la necesidad de métodos de recuperación de información basados ​​en soluciones y acelerar este proceso sustancialmente, pero probablemente no por nada como 15 registros.

Dada esta limitación, es probable que el impacto económico de los dispositivos de almacenamiento de ADN sea pequeño a corto plazo. No llevaremos dispositivos habilitados para ADN en nuestras muñecas ni los usaremos para controlar nuestros autos sin conductor. Pero bien podrían tener un papel importante en el almacenamiento de grandes conjuntos de datos durante largos períodos de tiempo. La información de gigantescos proyectos de física de partículas ha sido mencionada como ejemplo. Las imágenes en 3D de especímenes en museos podrían ser otra. Este tipo de almacenamiento, combinado con las tecnologías avanzadas de impresión 3D, podría permitirnos replicar perfectamente cualquier objeto o espécimen en cualquier museo.

Quizás parte de la información almacenada de esta manera se recupere en el futuro para resolver algunos problemas muy grandes: cómo resucitar una especie clave o habilitar las tecnologías de teletransportación. No es probable que el impacto de los dispositivos de almacenamiento de ADN sea en la preservación de videos de gatos, sino en la retención de una descripción completa del mundo natural en un momento dado. Eso podría tener un gran impacto de hecho.

Notas al pie

[1] Fidelidad de replicación de ADN

[2] http: //bionumbers.hms.harvard.ed…

[3] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/…

Answer 2

Absolutamente nada. La síntesis química de los costos de ADN en el orden de centavos por base, lo que significa que un gigabyte de almacenamiento costaría millones de dólares (suponiendo dos bases por byte). La amplificación de la plantilla original será mucho menos costosa, pero hacer copias introducirá errores . En un día muy bueno, las células tolerarán un millón de pares de bases de ADN extra, por lo que el almacenamiento en las células no permitirá mucha información (sin mencionar que las células reutilizarán felizmente el ADN extraño que no confiere ningún beneficio a la célula).

Puramente como un medio de almacenamiento para datos digitales, el ADN es bastante terrible.

Answer 3

Hola…

El almacenamiento digital en moléculas de ADN ha sido calificado como “a prueba de apocalipsis” ya que las moléculas de ADN pueden almacenar una gran cantidad de datos digitales en un espacio limitado durante millones de años, siempre y cuando el ADN permanezca intacto y pueda ser transferido de una generación a otra. Si logramos desarrollar técnicas más baratas para almacenar datos digitales en moléculas de ADN, podría ser un gran salto en la historia del éxito humano y su esfuerzo por lograr la perfección en un gran almacenamiento y el fácil manejo de grandes datos en un espacio de micro volumen. Podría eliminar la dependencia de las economías pobres o en desarrollo de los países más ricos y su explotación. El uso del ADN para almacenar información digital se ha intentado a pequeña escala y se está avanzando en todo el mundo para lograr métodos más eficientes y menos costosos. Actualmente es una técnica muy costosa y requiere aproximadamente 2000 dólares para almacenar solo 80 Kb de datos.

Pero también podría haber serias implicaciones negativas de tales técnicas. ¿Qué pasa si algunas fuerzas negativas ocultan datos enormes (militares, cuentas bancarias, documentos confidenciales) en sus células corporales sin ser detectados en absoluto? También tenemos que trabajar en esos impactos negativos.

Espero eso ayude.