Graças a uma animada noite de discussão num bar, dois cientistas pensaram numa forma de armazenar qualquer tipo de dados, de arquivos PDF a MP3, em filamentos de ADN (DNA, em inglês). O novo método funciona sem eletricidade e pode armazenar informação por milhares de anos. É como o ADN dos dinossauros que morreram há milhões de anos e que preservou as informações das espécies e suas características desde o Jurássico.
“Nós já sabemos que o ADN é uma forma robusta de armazenar informação, pois podemos extraí-lo dos ossos de mamutes lanosos que datam de milhares de anos e compreender a informação”, disse Nick Goldman, um dos cientistas que fez a descoberta. “Também é incrivelmente pequeno, denso e não precisa de qualquer energia para armazenamento, então, o transporte e a preservação são fáceis.”
Os dois cientistas, Nick Goldman e Ewen Birney, ambos do Instituto Europeu de Bioinformática, admitem que foi uma descoberta completamente acidental que acorreu após beberam algumas cervejas num pub.
“Nós percebemos que o ADN em si é uma maneira muito eficiente de armazenar informações. Assim, ao longo da segunda cerveja, começamos a escrever em guardanapos e esboçar alguns detalhes de como isso seria posto em prática”, diz Goldman.
Basicamente, o método funciona por meio da conversão de 0s e 1s, usados no código binomial na computação, para as letras do código genético A, C, G, T – os quatro nucleotídeos do ADN. As diversas combinações dessas quatro letras podem ser usadas para registrar e codificar qualquer coisa desde um documento de Word até as características inteiras do corpo físico do ser humano que necessita de “apenas” 3 bilhões dessas letras dispostas numa combinação específica, compactada e pressionada profundamente em cada célula de nosso corpo.
Para começar com uma combinação de nucleotídeos um pouco mais fácil do que um corpo humano, os cientistas escolheram sonetos de Shakespeare como um arquivo PDF e o discurso “Eu tenho um sonho” de Martin Luther King em formato MP3 e enviaram-nos para os laboratórios da Agilent Technologies, uma empresa de biotecnologia, onde os arquivos foram sintetizados num filamento de ADN.
“Nós baixamos os arquivos da internet e os usamos para sintetizar centenas de milhares de pedaços de ADN – o resultado se parece com um pequeno pedaço de poeira”, explicou Emily Leproust da Agilent Technologies.
“Minha primeira reação foi que eles não tinham feito o procedimento corretamente, porque eles me mandaram esses pequeninos tubos de ensaio que estavam aparentemente vazios”, diz Goldman.
Mas para surpresa deles, as cadeias de ADN estavam lá como minúsculas partículas na parte inferior do tubo de ensaio. Depois disso, Goldman sequenciou o ADN e foi capaz de executar sua codificação revelando as gravações de ambos os arquivos com 100% de precisão.
“Criamos um código que é tolerante a erros usando uma forma molecular que sabemos que durará em condições adequadas por 10 mil anos ou possivelmente mais”, disse Goldman. “Desde que alguém saiba qual é o código, será capaz de interpretá-lo se tiver um equipamento que leia ADN.”
“Os dados que fomos solicitados a sermos os guardiões está crescendo exponencialmente”, disse Goldman. “Mas nossos orçamentos não estão crescendo exponencialmente.”
No momento, porque a tecnologia ainda é muito nova e experimental, é muito caro armazenar dados em ADN – cerca de 12.400 dólares por megabyte armazenado. Isso é cerca de um milhão de vezes mais caro do que o atual método de armazenamento de dados em fita magnética ou disco rígido. Deve-se notar, entretanto, que a fita magnética ou disco rígido degrada e deve ser substituída a cada poucos anos, enquanto uma fita de ADN pode ser mantida intacta por muitos milhares de anos.
“Não há qualquer problema em guardar um monte de informações no ADN”, diz Goldman. “O problema é pagar por isso. É uma quantidade inimaginável de dinheiro […] no momento.”
Outro problema com o método é que leva muito tempo para ler os dados de ADN num computador. Levou cerca de duas semanas para Goldman e Birney decifrarem os dois arquivos que foram gravados em fitas de ADN.
Com a velocidade atual de duas semanas, o método de armazenamento de ADN poderia ser usado para arquivar informação que não requer urgência para ser recuperada.
Em qualquer caso, com o desenvolvimento da tecnologia, tal operação pode ser acelerada para um dia, acrescentando-se mais equipamentos de sequenciação para fazerem a síntese.
Com o desenvolvimento atual do armazenamento em nuvem e da infraestrutura pública e privada, o espaço em servidores de armazenamento se tornou vital para satisfazer a demanda da indústria de armazenar e recuperar dados em movimento. Se o método de armazenamento em ADN for desenvolvido e permitir seu uso mais rápido e mais barato e maior eficiência na recuperação dos dados, então, esta seria provavelmente uma indústria dominante no futuro.
As implicações seriam enormes para empresas como o Google, que atualmente mantém verdadeiras fazendas de enormes servidores em vários locais pelo mundo. Fazendas de servidores são muito caras, pois exigem numerosos equipamentos, eletricidade e laboratórios para funcionarem de forma eficiente.
No entanto, se o armazenamento em ADN evoluir para um sistema de dados acessível e rápido, todos os dados do mundo poderiam ser armazenados numa barra de granola e nem sequer exigiria uma fonte de energia para manutenção. Isso terá grande impacto na redução dos custos e um efeito muito positivo no meio ambiente, com emissão de CO2 praticamente zero e sem demanda de eletricidade. Outra coisa que vale lembrar é que os dados armazenados podem ser preservados por milhares de anos.
“Você poderia deixar cair [o filamento de ADN] onde quisesse, num deserto ou em seu quintal, e ele estará lá 400 mil anos depois”, disse George Church, outro cientista da Universidade de Harvard que está envolvido na pesquisa experimental de armazenamento em ADN.
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