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Los científicos desarrollan un nuevo sistema escalable de almacenamiento de datos basado en ADN

Los científicos desarrollan un nuevo sistema escalable de almacenamiento de datos basado en ADN



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Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un enfoque innovador para los sistemas de almacenamiento de datos de ADN que erradica algunos de los obstáculos clave que enfrenta el desarrollo de la tecnología.

En última instancia, los científicos crearon un sistema que es más fácil de escalar para uso práctico y nos acerca un paso tentativo más cerca de ver que los sistemas de almacenamiento de ADN se vuelven de uso común.

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Somos ejemplos vivientes del poder de la computación del ADN

Una gran ventaja del almacenamiento de ADN sobre la computación cuántica es que sabemos sin lugar a dudas que funciona; cada uno de nosotros es un ejemplo vivo del almacenamiento de datos y el poder computacional de la computación del ADN.

Además, se pueden comprimir más de 10 billones de moléculas de ADN en un solo centímetro cúbico. Esto significa que un centímetro cúbico de material teóricamente podría realizar 10 billones de cálculos a la vez y contener hasta 10 terabytes de datos. Esto es órdenes de magnitud más de información que los sistemas existentes de tamaño comparable.

Sin embargo, existen algunos obstáculos importantes que superar para que la computación del ADN alcance su potencial.

"La mayoría de los sistemas de almacenamiento de datos de ADN existentes se basan en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para acceder a los archivos almacenados, que es muy eficiente para copiar información pero presenta algunos desafíos importantes", dijo Albert Keung, coautor correspondiente de un artículo sobre el trabajo. SciTechDaily.

“Hemos desarrollado un sistema llamado Operaciones dinámicas y almacenamiento de información reutilizable, o DORIS, que no se basa en PCR. Eso nos ha ayudado a abordar algunos de los obstáculos clave que enfrenta la implementación práctica de las tecnologías de almacenamiento de datos de ADN ”, explicó Keung.

Los hallazgos se presentaron en un artículo titulado 'Almacenamiento de información dinámico y escalable basado en ADN', que se publicó en la revista.Comunicaciones de la naturaleza.

Saluda a DORIS

Los sistemas actuales se basan en gran medida en secuencias de ADN denominadas secuencias de unión a cebadores. Estos se agregan a los extremos de las cadenas de ADN que almacenan información.

En última instancia, la secuencia de ADN de unión al cebador sirve como nombre de archivo: cuando un usuario desea un archivo específico, recupera las hebras de ADN que llevan esa secuencia.

Uno de los principales problemas con los sistemas informáticos de ADN que utilizan PCR es que, para separar el ADN de doble hebra y revelar la secuencia de unión del cebador, el sistema tiene que aumentar y disminuir drásticamente la temperatura del material genético almacenado.

DORIS utiliza un enfoque más práctico. En lugar de utilizar ADN de doble hebra como secuencia de unión de cebadores, DORIS utiliza un "saliente" que consta de una sola hebra de ADN. Esto significa que DORIS puede encontrar las secuencias de unión del cebador relevantes sin alterar el ADN de doble hebra, eliminando la necesidad de cambios drásticos de temperatura.

"En otras palabras, DORIS puede funcionar a temperatura ambiente, lo que hace que sea mucho más factible desarrollar tecnologías de gestión de datos de ADN que sean viables en escenarios del mundo real", James Tuck, coautor correspondiente del artículo y profesor de electricidad e informática. ingeniería en NC State, dice SciTechDaily.

Es más, una vez que DORIS ha identificado la secuencia de ADN correcta, no depende de la PCR para realizar copias. En cambio, el sistema transcribe ADN a ARN, que luego se transcribe de nuevo en ADN. Los sistemas anteriores, que usaban PCR, esencialmente tendrían que destruir el archivo para poder leerlo.

"Hemos desarrollado un prototipo funcional de DORIS, por lo que sabemos que funciona", dice Keung. "Ahora estamos interesados ​​en ampliarlo, acelerarlo y colocarlo en un dispositivo que automatice el proceso, haciéndolo fácil de usar".


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