A vida, o Universo e tudo mais — na ponta da língua

A expressão “tá na ponta da língua” pode tornar-se bastante literal em um futuro próximo. Graças ao cruzamento de engenharia genética e ciência da computação, será possível armazenar tudo o que você quiser na ponta da sua língua — ou melhor, no DNA da ponta da sua língua. Nos laboratórios, DNA como mídia de armazenamento não é exatamente uma novidade. Mas o recente feito de um bioengenheiro e de um geneticista de Harvard é de cair o queixo.

O método de armazenamento desenvolvido por George Church e Sriram Kosuri, do Wyss Institut, da Harvard Medical School, usa DNA como uma espécie de HD bioquímico. Só que em vez de codificar os dados binários em discos magnéticos, é necessário sintetizar filamentos de ácido desoxirribonucleico que armazenam 96 bits cada. Cada base representa um valor binário, sendo T e G = 1 e A e C = 0.

Para ler os dados arquivados no DNA sintetizado, basta sequenciá-lo — do mesmo modo como se faz com qualquer genoma humano. Para facilitar o sequenciamento, os pesquisadores usaram “etiquetas” de 19 bits no início de cada filamento (em vermelho no infográfico abaixo). Não é muito diferente dos códons de início e fim de leitura dos DNAs naturais. Mas, como tudo tem um preço, o armazenamento bioquímico leva algumas horas para recuperar arquivos — ainda assim, é um grande avanço perto dos anos consumidos pelo Projeto Genoma.

Mas porque DNA? Há três boas razões: é incrivelmente denso (1 bit por base, sendo que as bases têm apenas alguns átomos de “comprimento”); é volumétrico (armazenamento em três dimensões; um disco de HD usa apenas duas) e é estável. Esta última parece surpreendente, mas lembre-se que dados registrados em DNA podem sobreviver por centenas de milhares de anos mesmo que você os esqueça em um pote no fundo da garagem (ou mesmo que você os guarde nos ossos e se torne um fóssil). Outras mídias de alta densidade exigiriam no mínimo vácuos em temperaturas negativas, o que é difícil de manter a longo prazo.

OK, mas qual é a capacidade armazenada? Em 1 grama de DNA, Church e Kosuri armazenaram 700 terabytes de dados. Isso equivale a 14.000 discos de blu-ray de 50GB. Se você prefere trabalhar com os melhores hard drives disponíveis, precisaria de 233 discos de 3TB, um conjunto que pesaria 151kg — e dificilmente poderia ser levado na ponta da língua.

Na falta de um arquivo melhor para trabalhar, a dupla usou os 700KB de Regenesis, o livro mais recente de Church e depois fez 70 bilhões de cópias do arquivo — o que daria 10 cópias para cada habitante do planeta; a dupla considera, de brincadeira, que esse também é o recorde de melhor best-selling de todos os tempos —, um total de 44 petabytes. Obviamente, eles não produziram apenas 1 grama de DNA.

Tem havido alguma confusão na mídia a respeito do método usado. Então, para que fique bem claro: a molécula usada pela dupla de cientistas de Harvard não é DNA humano; é sintético e não está armazenado dentro de uma célula. O uso de DNA no interior de células vivas como mídia é possível, mas apenas por um curto prazo.

Ainda vai levar muito tempo para você armazenar a vida, o Universo e tudo o mais na ponta da língua.

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No vídeo a seguir, Church e Kosuri falam sobre seu método de trabalho, suas inspirações e sobre o futuro.

Information Storage in DNA from Wyss Institute on Vimeo.

Referência

George M. CHURCH, Yuan GAO, Sriram KOSURI. Next-Generation Digital Information Storage in DNA. Science DOI: 10.1126/science.1226355