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Microsoft tiene un plan para agregar almacenamiento de datos de ADN a su nube
yoshi sodeoka
Con base en las primeras investigaciones relacionadas con el almacenamiento de películas y documentos en el ADN, Microsoft está desarrollando un aparato que utiliza la biología para reemplazar las unidades de cinta, dicen los investigadores de la compañía.
Los arquitectos informáticos de Microsoft Research dicen que la empresa ha formalizado el objetivo de tener un sistema de almacenamiento operativo basado en ADN que funcione dentro de un centro de datos hacia fines de esta década. El objetivo es un sistema protocomercial en tres años que almacene cierta cantidad de datos sobre el ADN en uno de nuestros centros de datos, al menos para una aplicación boutique, dice Doug Carmean, arquitecto asociado de Microsoft Research. Él describe el dispositivo final como del tamaño de una gran fotocopiadora Xerox de la década de 1970.
Internamente, Microsoft alberga el objetivo aún más ambicioso de reemplazar las unidades de cinta, un formato común utilizado para archivar información. Esperamos que se marque como 'Su almacenamiento con ADN', dice Carmean.
Los planes indican cuán en serio algunas compañías tecnológicas se están tomando la idea aparentemente extraña de guardar videos, fotos o documentos valiosos en la misma molécula de la que están hechos nuestros genes. La razón, dice Victor Zhirnov, científico jefe de la Corporación de Investigación de Semiconductores , es que los esfuerzos para reducir la memoria de la computadora están llegando a los límites físicos, pero el ADN puede almacenar datos a densidades increíbles.
Formateado en ADN, cada película jamás hecha cabría dentro de un volumen más pequeño que un terrón de azúcar.
El ADN es el medio de almacenamiento más denso conocido en el universo, según las leyes de la física. Esa es la razón por la que la gente está investigando esto, dice Zhirnov. Y el problema que estamos resolviendo es el crecimiento exponencial de la información almacenada.
El pasado mes de julio, Microsoft anunció públicamente que había almacenado 200 megabytes de datos en hebras de ADN, incluido un video musical, estableciendo un récord. La obra, descrita en un papel publicado en marzo en el servidor de preimpresión Biorxiv, ha sido dirigido por Karin Strauss, de Microsoft Research, y el laboratorio del científico informático Luis Ceze de la Universidad de Washington.
Siguen existiendo obstáculos importantes para un sistema de almacenamiento práctico. La conversión de bits digitales en código de ADN (compuesto por cadenas de nucleótidos etiquetados como A, G, C y T) sigue siendo laboriosa y costosa debido al proceso químico utilizado para fabricar las hebras de ADN. En su proyecto de demostración, Microsoft utilizó 13.448.372 piezas únicas de ADN. Los expertos dicen que comprar tanto material en el mercado abierto costaría 800.000 dólares.
El problema principal con el almacenamiento de ADN es el costo, dice Yaniv Erlich, profesor de la Universidad de Columbia, quien a principios de este año informó un enfoque novedoso para el almacenamiento de datos de ADN . Entonces, la pregunta principal es si Microsoft resolvió este problema. Según su publicación, dice Erlich, no vi ningún progreso hacia este objetivo, pero tal vez tengan algo en camino.
Según Microsoft, el costo del almacenamiento de ADN debe reducirse en un factor de 10,000 antes de que se adopte ampliamente. Si bien muchos expertos dicen que eso es poco probable, Microsoft cree que tales avances podrían ocurrir si la industria informática los exige.
La automatización del proceso de escritura de datos digitales en el ADN también será fundamental. Sobre la base de las varias semanas que llevó llevar a cabo su experimento, Carmean estima que la tasa de transferencia de datos al ADN fue de solo 400 bytes por segundo. Microsoft dice que necesita aumentar a 100 megabytes por segundo.
Leer los datos es más fácil. Eso se hizo usando una máquina de secuenciación de alta velocidad, incluso para recuperar partes específicas de los archivos, de forma análoga a la memoria de acceso aleatorio en una computadora. Incluso una mejora del doble en la lectura de ADN haría que ese aspecto del sistema fuera lo suficientemente eficiente para uso comercial, piensa Microsoft.
Debido a que la escritura y recuperación de datos en el ADN es lenta, cualquier uso temprano de la tecnología se limitará a situaciones especiales. Eso podría incluir datos que deben archivarse por razones legales o reglamentarias, como el video de la cámara corporal de la policía o los registros médicos.
Microsoft trabaja actualmente con Twist Biociencia , un fabricante de ADN ubicado en San Francisco. Twist es una de varias empresas recién formadas que intentan mejorar la producción de ADN, una lista que ahora incluye nuevas empresas como DNAScript, Nuclera Nucleics, Evonetix, Molecular Assemblies, Catalog DNA, Helixworks y una escisión de Oxford Nanopore llamada Genome Foundry.
Una posibilidad emocionante que persiguen algunas de las nuevas empresas es reemplazar el proceso químico de 40 años que se usa para hacer ADN con uno que emplee enzimas, como lo hacen nuestros propios cuerpos. Jean Bolot, director científico de Technicolor Research, en Los Altos, dice que está financiando ese trabajo en la Universidad de Harvard, en el laboratorio de George Church, el experto en genómica.
Estoy seguro de que tendremos resultados de los que hablar este año, dice Bolot, quien agrega que su compañía ha estado en conversaciones con estudios de cine sobre cómo podrían emplear el almacenamiento de ADN. Él dice que la mitad de todas las películas hechas antes de 1951 ya se perdieron porque se almacenaron en celuloide. Ahora, los nuevos formatos, como el video de alta definición y la realidad virtual, están ampliando la capacidad de los estudios para preservar su trabajo, dice.
Zhirnov dice que los fabricantes de chips de computadora están tomando en serio el ADN porque existen límites físicos para la cantidad de datos que se pueden almacenar en medios convencionales, como cintas o discos duros. Su organización, que está financiada por Microsoft, Intel y otros para realizar investigaciones aplicadas, comenzó a observar más de cerca el ADN a partir de 2013. Dice que los expertos en semiconductores que creían que el ADN era demasiado blando se sorprendieron al saber que dura entre cien y un mil veces más que un dispositivo de silicio. La molécula es tan estable que con frecuencia se recupera de huesos de mamut y restos humanos antiguos.
Pero su característica más importante es la densidad. El ADN puede contener 1.000.000.000.000.000.000 (también conocido como un quintillón) de bytes de información en un milímetro cúbico. La densidad lo está impulsando todo, dice Zhirnov.
Un portavoz de Microsoft Research dijo que la compañía no podía confirmar detalles sobre un plan de producto en este momento. Dentro de la empresa, la idea del almacenamiento de ADN aparentemente está ganando adeptos, pero aún no es universalmente aceptada. Nuestra gente interna nos cree, pero no la gente de almacenamiento en cinta, dice Carmean, ex uno de los principales diseñadores de chips de Intel.
Además de ser denso y duradero, el ADN tiene una ventaja adicional que no se menciona con frecuencia: su extrema relevancia para la especie humana. Piense en esos viejos disquetes que ya no puede leer o tabletas de arcilla con jeroglíficos indescifrables. A diferencia de esos medios, el ADN probablemente nunca pasará de moda.
Siempre estaremos leyendo el ADN mientras seamos humanos, dice Carmean.