È possibile memorizzare dati in proteine senza usare energia e per milioni di anni secondo scienziati

I ricercatori utilizzano molecole dalla diversa massa per imitare il codice binario (credito: Michael J. Fink)

Con l’odierno aumento esponenziale del quantitativo di dati digitali che creiamo o che facciamo creare a dispositivi o macchine sempre più complesse, il problema della gestione di questi dati e soprattutto della loro memorizzazione diventa sempre più pressante.
Anche la tecnologia legata al cloud, che sembrava potesse risolvere ogni problematica riguardante questo aspetto, potrebbe rivelarsi limitata nei prossimi anni quando, si pensa, ogni oggetto sarà collegato alla rete e produrrà dei dati digitali.

Vari sono i metodi che ricercatori e scienziati stanno cercando di mettere in pratica per offrire tecniche di memorizzazione di dati digitali più efficienti rispetto ai banali hard disk o memorie flash odierne.
Tra questi metodi, che vedono la memorizzazione dei dati su supporti o con tecniche che potrebbero sembrare di primo acchito fantascientifiche, vi è la conservazione dei dati su supporti biologici, come il DNA.
Ora uno nuovo gruppo di ricerca propone un nuovo tipo di supporto biologico, o semibiologico, per memorizzare dati digitali: le molecole.

Si tratta di un metodo che si differenzia da quello relativo alla memorizzazione di dati nel DNA. Come i ricercatori dietro a questo nuovo studio fanno notare, il DNA è molto piccolo e la sua sintesi o la sua manipolazione richiedono lavori qualificati, tecniche complicate, costose o ripetitive.
“Abbiamo deciso di esplorare una strategia che non prende in prestito direttamente dalla biologia”, afferma Brian Cafferty, professore presso l’università di Harvard il primo autore dello studio. “Abbiamo invece fatto affidamento su tecniche comuni nella chimica organica e analitica e sviluppato un approccio che utilizza molecole di piccolo peso molecolare per codificare le informazioni.”

Il loro approccio risulterebbe meno laborioso e costoso di uno basato sul DNA. Per raggiungere il loro scopo, utilizzano molecole di basso peso come gli oligopeptidi, molecole composte da due o più peptidi legati insieme.
Si tratta di molecole stabili, abbastanza comuni e anche più piccole del DNA o delle proteine ma, cosa più importante, anche quando sono mescolati insieme sono distinguibili le une dalle altre.

I ricercatori hanno creato una complessa tecnica per far sì che oligopeptidi con masse diverse possano essere utilizzati per imitare il codice binario. In questo modo è possibile memorizzare e decifrare qualsiasi tipo di dato.
I ricercatori calcolano che una miscela di otto oligopeptidi può memorizzare un byte di informazioni, 32 possono memorizzare quattro byte, e così via.

Da premettere che questa tecnica non ha bisogno sostanzialmente di energia e i dati memorizzati resistono nel tempo più di qualsiasi altra tecnica di memorizzazione digitale.
Questa tecnica vanta al momento una velocità di scrittura di 8 bit al secondo e una velocità di lettura media di 20 bit al secondo ma i ricercatori si ripromettono di migliorare ancora di più le sue caratteristiche per aumentare la capacità di stoccaggio, la stabilità e la velocità di lettura/scrittura.

Per il momento hanno già memorizzato e letto un’intera lezione del fisico Richard Feynman, una foto e l’immagine di un dipinto ma sperano di poter conservare tutto il contenuto della biblioteca pubblica di New York in un quantitativo di proteine che occuperebbe lo spazio di un cucchiaino. E questo senza utilizzare energia elettrica e con una durata del supporto stimabile milioni di anni.

Fonti e approfondimenti

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