A cada minuto em 2018, o Google realizou 3,88 milhões de pesquisas, e as pessoas assistiram a 4,33 milhões de vídeos no YouTube, enviaram 159.362.760 e-mails, tweeted 473.000 vezes e postaram 49.000 fotos na Instagram, de acordo com a empresa de software Domo. Até 2020, estima-se que serão criados 1,7 megabytes de dados por segundo por pessoa a nível mundial, o que se traduz em cerca de 418 zettabytes num único ano (418 mil milhões de zettabytes de um terabyte de disco rígido), assumindo uma população mundial de 7,8 mil milhões de pessoas. Os sistemas de armazenamento de dados magnéticos ou ópticos que actualmente armazenam este volume de 0s e 1s normalmente não podem durar mais de um século, se assim for. Além disso, o funcionamento dos centros de dados consome enormes quantidades de energia. Em suma, estamos prestes a ter um grave problema de armazenamento de dados que só se tornará mais grave com o tempo.
Uma alternativa aos discos rígidos está a progredir: Armazenamento de dados baseados em ADN. ADN – que consiste em longas cadeias dos nucleótidos A, T, C e G – é material de armazenamento de informação vitalício. Os dados podem ser armazenados na sequência destas letras, transformando o ADN numa nova forma de tecnologia de informação. Já é rotineiramente sequenciado (lido), sintetizado (escrito para) e copiado com precisão com facilidade. O ADN é também incrivelmente estável, como foi demonstrado pela sequenciação completa do genoma de um cavalo fóssil que viveu há mais de 500.000 anos. E o seu armazenamento não requer muita energia.
Mas é a capacidade de armazenamento que brilha. O ADN pode guardar com precisão enormes quantidades de dados a uma densidade muito superior à dos dispositivos electrónicos. A bactéria simples Escherichia coli, por exemplo, tem uma densidade de armazenamento de cerca de 1019 bits por centímetro cúbico, segundo cálculos publicados em 2016 na Nature Materials por George Church da Universidade de Harvard e os seus colegas. Com essa densidade, todas as necessidades de armazenamento actuais do mundo durante um ano poderiam ser bem satisfeitas por um cubo de ADN medindo cerca de um metro de lado.
A perspectiva de armazenamento de dados de ADN não é meramente teórica. Em 2017, por exemplo, o grupo da Igreja em Harvard adoptou a tecnologia de edição de ADN CRISPR para gravar imagens de uma mão humana no genoma de E. coli, que foram lidas com mais de 90% de precisão. E os investigadores da Universidade de Washington e da Microsoft Research desenvolveram um sistema totalmente automatizado para escrever, armazenar e ler dados codificados no ADN. Várias empresas, incluindo a Microsoft e a Twist Bioscience, estão a trabalhar para fazer avançar a tecnologia de armazenamento de ADN.
p>Meanwhile DNA is already being used to manage data in a different way, by researchers who grapple with making sense of tremous volumes of data. Os recentes avanços nas técnicas de sequenciação de próxima geração permitem a leitura fácil e simultânea de milhares de milhões de sequências de ADN. Com esta capacidade, os investigadores podem utilizar codificação de barras – utilização de sequências de ADN como “etiquetas” de identificação molecular – para manter o registo dos resultados experimentais. A codificação de barras de ADN está agora a ser utilizada para acelerar drasticamente o ritmo da investigação em campos como a engenharia química, ciência dos materiais e nanotecnologia. No Instituto de Tecnologia da Geórgia, por exemplo, o laboratório de James E. Dahlman está a identificar rapidamente terapias genéticas mais seguras; outros estão a descobrir como combater a resistência aos medicamentos e prevenir a metástase do cancro.
Entre os desafios para tornar o armazenamento de dados de ADN comum são os custos e a velocidade de leitura e escrita de ADN, que precisam de baixar ainda mais se a abordagem for competir com o armazenamento electrónico. Mesmo que o ADN não se torne um material de armazenamento omnipresente, será quase certamente utilizado para gerar informação a escalas totalmente novas e preservar certos tipos de dados a longo prazo.