Integração da tecnologia de armazenamento de informação para escrever grandes quantidades de informação digital no ADN usando uma abordagem enzimática, sustentável e de baixo custo
O ADN do material genético despertou um interesse considerável como meio de armazenamento de informação digital porque a sua densidade e durabilidade são superiores às dos meios de armazenamento baseados em silício existentes. Por exemplo, o ADN é pelo menos 1000 vezes mais denso que o disco rígido de estado sólido mais compacto e pelo menos 300 vezes mais duradouro que as fitas magnéticas mais estáveis. Além disso, o código nucleotídeo de quatro letras do ADN oferece um ambiente de codificação adequado que pode ser aproveitado como o código digital binário utilizado por computadores e outros dispositivos electrónicos para representar qualquer letra, dígito, ou outro carácter.
Embora estas vantagens, o ADN ainda não se tornou um meio de armazenamento de informação generalizado porque o custo de sintetizar quimicamente o ADN ainda é proibitivamente elevado a $3.500 por 1 megabyte de informação. Para ajudar a ultrapassar esta limitação, a investigação no Instituto Wyss liderada por Henry Hung-Yi Lee, Ph.D., num projecto de colaboração liderado pelo membro da Faculdade Core George Church, Ph.D., e pelo Director Fundador Donald Ingber, M.D., Ph.D., desenvolveu novas abordagens baseadas em enzimas que podem escrever o ADN de forma mais simples e rápida do que as técnicas químicas tradicionais. Estas abordagens também podem produzir filamentos muito mais longos de ADN, ao mesmo tempo que são menos tóxicos para o ambiente. Importante, esta abordagem é projectada para reduzir o custo da síntese de ADN no futuro em muitas ordens de magnitude.
Para aumentar a sua abordagem, a equipa está a desenvolver um dispositivo integrado de armazenamento de informação de ADN no qual a síntese de ADN enzimático programável pode ser obtida de uma forma altamente multiplexada. Em biologia e métodos bioquímicos in vitro, uma nova vertente de ADN é sintetizada através da cópia de uma vertente de modelo já existente com enzimas conhecidas como DNA polimerases. Para sintetizar o ADN de novo, contudo, a abordagem do Instituto Wyss implanta uma cadeia de DNA polimerase independente de modelo e controla a sua actividade – que dos quatro nucleótidos-letras para adicionar em cada etapa da síntese da cadeia de ADN – electronicamente. Em escala, este dispositivo de armazenamento produzirá um processo de síntese altamente paralelizado adequado para armazenar a quantidade exponencialmente crescente de informação digital no ADN.