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Dos científicos guardan una película de 1895 en una molécula de ADN

Un nuevo método de almacenamiento promete multiplicar la capacidad de los discos duros actuales

Fotograma de 'Llegada de un tren a la estación de La Ciotat', de 1895.

Se dice que los hermanos Lumière, tras patentar el cinematógrafo en 1895, proclamaron: “El cine es una invención sin ningún futuro”. Pero en realidad nunca lo dijeron. Sabían de sobra que aquella máquina que filmaba y proyectaba imágenes en movimiento era una revolución. Una de sus primeras películas fue Llegada de un tren a la estación de La Ciotat, en la que mostraban durante 50 segundos la entrada de una locomotora de vapor en el apeadero de la ciudad francesa.

Más de un siglo después, aquel filme protagoniza otra revolución. Dos científicos de la Universidad de Columbia (EE UU) han guardado la breve película de los Lumière en una molécula de ADN, el lenguaje con el que está escrito el libro de instrucciones de nuestras vidas. La idea no es nueva. Hace cinco años, el genetista estadounidense George Church guardó por primera vez un libro en ADN. Lo revolucionario ahora es la técnica, que puede facilitar un nuevo tipo de almacenamiento ante la inasumible avalancha de datos que genera la humanidad.

El ADN es ultracompacto y teóricamente podría durar miles de años con información recuperable

Contando el porno, los vídeos de gatitos de YouTube, las fotografías de las vacaciones en Facebook, las canciones de Spotify y todo lo imaginable, el mundo digital ocupará 44 billones de gigabytes en 2020, diez veces más que en 2013, según la multinacional Dell EMC. En algún momento cercano, habrá demasiados datos para los actuales discos duros.

Pero los genetistas Yaniv Erlich y Dina Zielinski podrían tener la solución a esta encrucijada. Han cogido una versión digital del filme de 1895 y la han metido en una carpeta de su ordenador, junto a un virus informático, un sistema operativo completo, una tarjeta de regalo de 50 dólares para comprar en internet, un texto del matemático Claude Shannon y una placa como las enviadas en las sondas espaciales Pioneer 10 y Pioneer 11, con mensajes simbólicos por si se cruzaban con una civilización extraterrestre. La carpeta comprimida ocupaba apenas dos megabytes.

Erlich y Zielinski utilizaron entonces su nuevo método, bautizado Fuente de ADN. Su algoritmo convierte los unos y los ceros del clásico código binario de los ordenadores en las cuatro letras que componen el ADN (A, G, C y T), con una precisión sin precedentes. Según relatan en el último número de la revista Science, las secuencias de ADN con muchos tramos GC o con muchas letras repetidas (AAAAAAA…) son propensas a generar errores a la hora de ser sintetizadas en moléculas. Su algoritmo, diseñado originalmente para ver vídeos en continuo en el teléfono móvil, sortea este obstáculo al borrar las combinaciones problemáticas y añadir otras secuencias de refuerzo.

Los genetistas Yaniv Erlich y Dina Zielinski crean copias de moléculas de ADN.
Los genetistas Yaniv Erlich y Dina Zielinski crean copias de moléculas de ADN.

Los científicos enviaron entonces este texto (CATTGACCGA…) desde la Universidad de Columbia, en Nueva York, a San Francisco, a la empresa de biología sintética Twist Bioscience, que por 7.000 dólares convirtió el código en moléculas de ADN. De vuelta a Nueva York, los investigadores leyeron este ADN por otros 2.000 dólares con máquinas de secuenciación de última generación, convirtieron de nuevo el código genético en unos y ceros y pudieron volver a ver Llegada de un tren a la estación de La Ciotat. Recuperaron todos sus archivos “con cero errores”, según publican en su estudio, y esperan que los costes económicos se desplomen en el futuro.

“Pudimos recuperar perfectamente la información con una densidad de 215 petabytes por gramo de ADN”, presumen los autores en su artículo. El pionero del concepto, George Church, de la Universidad de Harvard, anunció el año pasado que había codificado 22 megas de secuencias de vídeo en moléculas de ADN, 10 veces más que la carpeta con la película de los hermanos Lumière. “El récord de Yaniv Erlich y Dina Zielinski es la densidad: 8,5 veces más que el récord anterior [logrado en 2015 por un equipo de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich]”, reconoce Church con deportividad. “El límite teórico de densidad es 2.000 veces más alto, así que todavía hay mucho margen para futuras mejoras”, añade.

“El límite teórico de densidad es 2.000 veces más alto, así que todavía hay mucho margen para futuras mejoras”, explica el genetista George Church

Erlich no ve este sistema en los hogares en un futuro próximo. "Más bien imagino un servicio en la nube, en el que las personas suban sus datos y ni siquiera sepan que su información se almacena en ADN", explica el genetista a Materia. Para Erlich, el talón de Aquiles actual es el precio: "Sintetizar un mega de información en ADN cuesta unos 3.000 euros, pero soy optimista frente al futuro. Hace dos décadas, secuenciar ADN era 100 millones de veces más caro que ahora. Si la síntesis sigue el mismo camino, podemos llegar al precio correcto".

En su opinión, el ADN es un soporte ideal de almacenamiento, ya que es ultracompacto y se puede multiplicar de manera ilimitada. Además, según un comunicado de la Universidad de Columbia, el ADN "puede durar cientos de miles de años si se mantiene en un lugar fresco y seco, como demuestra la reciente recuperación de ADN de los huesos de un ancestro humano de 430.000 años hallados en una cueva en España”.

El comunicado se refiere al análisis en 2013 de dos gramos de fémur fósil de un humano que vivió hace casi medio millón de años entre osos y leones en lo que hoy es la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca, en Burgos. El genetista Carles Lalueza-Fox, del Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona, recuerda no obstante que en el caso de la Sima de los Huesos “los fragmentos de ADN están degradados a menos de 50 nucleótidos [letras], por lo cual su capacidad de almacenaje está limitada por este factor”.

“Es posible, sin embargo, que tengan razón y que, de momento, el ADN sea el material más duradero sobre el que podamos dejar mensajes para el futuro; es chocante, pero es así”, reflexiona Lalueza-Fox, uno de los mayores expertos del mundo en recuperación de ADN antiguo. La información, especula, “podría encriptarse en el ADN de un organismo vivo y esperar que perdurara generación tras generación mientras existiera dicha especie, aunque sería interesante también calcular cuánto tiempo (y cuántas mutaciones) serían necesarias para obliterar el mensaje y que no pudiera seguir siendo descifrado”. El tren de la estación de La Ciotat llegaría al interior de un ser vivo.

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