Tecnología integrada de almacenamiento de información para escribir grandes cantidades de información digital en el ADN mediante un enfoque sostenible y de bajo coste impulsado por enzimas
El material genético, el ADN, ha suscitado un gran interés como medio de almacenamiento de información digital, ya que su densidad y durabilidad son superiores a las de los actuales medios de almacenamiento basados en el silicio. Por ejemplo, el ADN es al menos 1000 veces más denso que el disco duro de estado sólido más compacto y al menos 300 veces más duradero que las cintas magnéticas más estables. Además, el código de nucleótidos de cuatro letras del ADN ofrece un entorno de codificación adecuado que puede aprovecharse como el código digital binario utilizado por los ordenadores y otros dispositivos electrónicos para representar cualquier letra, dígito u otro carácter.
A pesar de estas ventajas, el ADN aún no se ha convertido en un medio de almacenamiento de información generalizado porque el coste de sintetizar químicamente el ADN sigue siendo prohibitivo: 3.500 dólares por cada megabyte de información. Para ayudar a superar esta limitación, la investigación del Instituto Wyss, encabezada por el doctor Henry Hung-Yi Lee, en un proyecto de colaboración dirigido por el doctor George Church, miembro de la facultad principal, y el doctor Donald Ingber, director fundador, ha desarrollado nuevos enfoques basados en enzimas que pueden escribir el ADN de forma más sencilla y rápida que las técnicas químicas tradicionales. Estos enfoques también podrían producir cadenas de ADN mucho más largas y menos tóxicas para el medio ambiente. Y lo que es más importante, se prevé que este enfoque reduzca el coste de la síntesis de ADN en el futuro en muchos órdenes de magnitud.
Para ampliar su método, el equipo está desarrollando un dispositivo integrado de almacenamiento de información de ADN en el que se puede lograr la síntesis enzimática programable de ADN de forma altamente multiplexada. En los métodos de biología y bioquímica in vitro, una nueva cadena de ADN se sintetiza copiando una cadena molde ya existente con enzimas conocidas como ADN polimerasas. Sin embargo, para sintetizar ADN de novo, el método del Instituto Wyss utiliza una ADN polimerasa independiente de la plantilla y controla su actividad -cuál de las cuatro letras de nucleótidos debe añadirse en cada paso de la síntesis de la cadena de ADN- electrónicamente. A escala, este dispositivo de almacenamiento dará lugar a un proceso de síntesis altamente paralelizado, adecuado para almacenar la cantidad de información digital del ADN, que crece exponencialmente.