TENDENZE SCIENTIFICHE: Archiviare tutti i dati del mondo in una tazza da caffè

Dati, dati ovunque. Che dire dei 10 000 miliardi di gigabyte di dati presenti nel nostro universo digitale? Aggiungiamo poi altri 2,5 milioni di gigabyte di dati ogni giorno provenienti da e-mail, foto, tweet e altri file digitali. Questo numero è solo destinato ad aumentare. La maggior parte viene archiviata in grandi centri di elaborazione dati in exabyte, i cui costi di costruzione e manutenzione ammontano a oltre 800 milioni di euro.Esiste un’altra soluzione per archiviare le grandi quantità di contenuti digitali. Il DNA contiene tutte le nostre informazioni genetiche e ne immagazzina immense quantità grazie alla sua alta densità di archiviazione. L’idea dell’archiviazione dei dati digitali su DNA non è nuova, poiché risale alla fine degli anni ’50, tuttavia, il suo uso pratico è stato fortemente limitato.

Immaginiamo di archiviare tutte le nostre foto digitali, gli audio, i documenti e altri file come DNA in un unico posto. Per essere più precisi, una tazza da caffè piena di DNA potrebbe teoricamente archiviare tutti i dati della Terra. Secondo la rivista «Nature Materials», gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e di Harvard hanno sviluppato una tecnica per etichettare e recuperare file di dati su DNA. Questo potrebbe contribuire a rendere possibile l’archiviazione dei dati su DNA.

«Abbiamo bisogno di nuove soluzioni per archiviare queste enormi quantità di dati che il mondo sta accumulando, in particolare i dati degli archivi», ha commentato il coautore Mark Bathe, professore di ingegneria biologica del MIT in un comunicato stampa dalla stessa istituzione. «Il DNA è mille volte più denso persino della memoria flash, e un’altra proprietà interessante è che una volta prodotto, il polimero del DNA non consuma alcuna energia. È possibile scrivere sul DNA e quindi conservarlo per sempre.»

La comunità scientifica ha precedentemente dimostrato che è possibile codificare immagini e pagine di testo come DNA. Questa nuova tecnica incapsula i file di DNA in particelle di silice cui viene applicato il «DNA barcoding». Il team del MIT può estrarre con accuratezza singole immagini archiviate come sequenze DNA da una serie di 20 immagini. Questo nuovo metodo potrebbe estendersi fino a 10²⁰ file.L’utilizzo del DNA come archiviazione è molto sicuro e facile, tuttavia, la sintesi e il sequenziamento hanno un prezzo molto alto. Scrivere 1 milione di gigabyte costa oltre 800 miliardi di euro. Il costo della sintesi di DNA dovrà diminuire di circa sei ordini di grandezza e ci si aspetta che accada nel prossimo decennio o due. «Se la sintesi di DNA diventasse abbastanza economica, saremmo in grado di massimizzare le dimensioni dei dati che possiamo archiviare per file con il nostro approccio», ha dichiarato James Banal, autore principale e ricercatore post-dottorato senior del MIT.

George Church, professore di genetica presso la Harvard Medical School, che non è stato coinvolto nello studio, ha definito la tecnica «un passo da gigante per la gestione della conoscenza e la tecnologia di ricerca». E ha spiegato: «Il rapido progresso nella scrittura, nella copia, nella lettura e nella conservazione dei dati di archiviazione a ridotto consumo energetico in forma di DNA ha lasciato opportunità poco esplorate per il recupero preciso di file di dati da database enormi (10²¹ zettabyte). Il nuovo studio affronta in modo spettacolare tutto questo, utilizzando uno strato esterno di DNA completamente indipendente e sfruttando diverse proprietà del DNA (ibridazione piuttosto che sequenziamento), utilizzando inoltre strumenti e prodotti chimici esistenti.»

Rivoluzionare le modalità attraverso cui memorizziamo e archiviamo i dati in questo modo potrebbe sembrare una realtà troppo distante. Non è passato molto tempo da quando probabilmente pensavamo lo stesso dei dispositivi di archiviazione dei dati quali unità flash e CD.