E se a menor molécula da vida se tornasse o armazenamento supremo do digital? Face à avalanche de dados que submerge o planeta, investigadores exploram a estrutura física do ADN, muito para além do seu papel genético, para armazenar e proteger informação.
Uma colaboração na universidade do Arizona resultou em dois estudos publicados na
Advanced Functional Materials e na
Nature Communications. Estes trabalhos mostram como o ADN pode ser transformado num suporte de armazenamento extremamente compacto. A técnica não se baseia no sequenciamento genético, mas na forma física das nanoestruturas de ADN. Quando atravessam um sensor nanométrico, a sua silhueta gera sinais elétricos que algoritmos de aprendizagem automática interpretam para reconstituir texto com grande precisão.
A abordagem apresenta várias vantagens. É mais rápida e potencialmente menos dispendiosa do que os métodos clássicos de armazenamento em ADN. A sua grande densidade permitiria conservar arquivos colossais, científicos ou culturais, num espaço minúsculo e com uma durabilidade notável. Este caminho abre a porta a sistemas de arquivo de muito longo prazo, muito económicos em energia.
Paralelamente, a equipa explorou a encriptação molecular. Os investigadores conceberam estruturas de origami de ADN, dobradas em formas precisas. A informação já não é codificada em bits, mas no arranjo e no padrão destas nanoestruturas. Este método cria um código molecular que apenas uma ferramenta específica pode decifrar, adicionando uma camada de segurança intrínseca.
Para ler a mensagem escondida, os cientistas utilizam uma forma avançada de microscopia de super-resolução capaz de visualizar cada estrutura individual. Um software analisa então milhares de imagens para agrupar os padrões semelhantes e traduzi-los. Sem esta chave de descodificação, os arranjos observados permanecem incompreensíveis. A diversidade de formas em três dimensões aumenta ainda o número de combinações possíveis.
Hao Yan, professor na universidade do Arizona, explica que o ADN é tratado como uma plataforma e não apenas como um material genético. Esta visão permite repensar totalmente a forma como os dados são conservados e lidos à escala nanométrica. A equipa reúne assim competências em nanotecnologia de ADN, em imagiologia ótica e em inteligência artificial.
Estes dois métodos poderão um dia convergir. A leitura eletrónica rápida das nanoestruturas poderá ser combinada com a encriptação molecular para criar sistemas de dados simultaneamente densos e seguros. Isto poderá ser útil para arquivar dados sensíveis em ambientes difíceis, como temperaturas extremas, onde a eletrónica clássica mostra limitações.
Chao Wang, coautor dos estudos, vê neste domínio emergente um terreno fértil para outras aplicações, como a deteção biológica avançada ou a criação de nanodispositivos programáveis. Ao utilizar uma molécula biológica como plataforma de informação, a fronteira entre o vivo e a tecnologia digital desvanece-se.
Fonte: Nature Communications