Este “ADN” artificial es capaz de codificar la información en binario

El primer biopolímero digital en ser funcional promete abrir las puertas a un nuevo mundo de información. Una manera de imitar el sistema que tiene la vida en codificar la información, pero a nuestra entera disposición.

Con unas 3.4 mil millones de pares de bases, el ADN humano es capaz de codificar la información necesaria para formar y mantener a una persona durante toda su vida. Y todo en una porción microscópica. La cantidad de datos que eso supone excede la imaginación de cualquier ingeniero. Inspirándose en esta capacidad del ADN, un equipo del CNRS y la Universidad de Marsella ha conseguido desarrollar el primer biopolímero funcional capaz de almacenar información en código binario. Esto abre una puerta increíble de posibilidades al mundo de la información.

Así funciona un biopolímero digital

Este ingenioso biopolímero está formado por 3 piezas fundamentales. Dos de ellas son de naturaleza poli(alkoxiamina amida), un nombre extraño que hace referencia a su composición nitrogenada; la tercera pieza es un nitróxido. Mientras que las dos primeras sustituyen a los 1 y los 0 en un lenguaje binario, la tercera pone espacios y ayuda a la construcción del polímero. De esta manera, se puede diseñar una cadena minúscula que contenga la información que queramos digitalmente. Para leer posteriormente la información, el equipo usa un espectrofotómetro de masas en tándem, que analiza la cadena e informa de su composición. Esta manera de decodificarlo por secuencia se parece, en parte, a la manera que tienen los ribosomas de leer nuestras cadenas de AND, usando tripletes de bases, una detrás de otra.

De esta forma, cualquier mensaje puede codificarse y posteriormente, interpretarse, guardado en un espacio ínfimo y de una manera bastante segura. Es más, el material puede llevarse con relativa seguridad en cualquier tipo de soporte para ser recuperado a posteriori. Como es termolabil, para destruir el mensaje solo hay que calentar el biopolímero por encima de 60 y no quedará ningún resto que espiar. Por ahora, el equipo sintetiza a mano cada monómero, es decir, cada base, tardando casi un día en construir una cadena. Leer el mensaje (y destruirlo en el proceso, por cierto) solo tarda unos minutos. Aunque el procedimiento, por ahora, parece costoso y enrevesado, el laboratorio, que ya ha patentado el ingenio, pretende tener un proceso automatizado capaz de sintetizas kylobytes o incluso megabytes en unos pocos años.

Biodigital, ¿un futuro posible?

Lo que por ahora solo parece una chuchería de ingenieros, una apuesta con un futuro incierto, podría esconder más posibilidades de las que creemos. El cambio de formato a una estructura completamente distinta es algo que lleva buscándose desde hace tiempo. En primer lugar porque ya sabemos que la capacidad de transmisión y almacenamiento de datos tiene un límite según como la concebimos ahora. En segundo, porque los formatos actuales digitales tienen sus inconvenientes: sociales, tecnológicos y ecológicos. Y, tercero, porque un formato inspirado en la biología podría abrir puertas a aplicaciones nunca soñadas. Por ejemplo, la transmisión más segura de datos.

Segura por ocultarse en lugares completamente insospechados. O mucho más cómoda para transportar en grandísimas cantidades.

Cualquier cadena de ADN es capaz de almacenar más datos que los discos duros más complejos y sofisticados. Aunque es cierto que el ADN funciona a diversos niveles de codificación, con diferentes métodos y sistemas, lo que no lo hace comparable todavía, nuestro objetivo es imitar esta propiedad también. Y sus consecuencias van más allá. La vida sintética es un aspecto con el que acabamos de empezar a jugar. Si diseñamos un lenguaje propio, digitalizado, pero biológico, ¿quién sabe si no seremos capaces de diseñar organismos artificiales más fáciles de controlar y mantener? Existen numerosos impedimentos técnicos, todavía. Pero ya hemos comenzado a coquetear con un sistema de información estable, interpretable y transmisible. Esta es la base de la vida tal y como la conocemos. Juguemos a la ciencia ficción: imaginad en un futuro un ejército de microorganismos completamente sintéticos, no diseñados a partir de las moléculas comunes.

Minúsculos robots sintéticos a la carta, diseñados para hacer justo lo que necesitamos. Por supuesto, como explicábamos, esto todavía queda lejísimos. Por ahora, la aplicación más inmediata será la del propio estudio de la biocomunicación y biología molecular. Quién sabe si el laboratorio no encontrará inversores en el mundo de la comunicación cifrada. En cualquier caso, este resulta un paso interesantísimo y prometedor, además de muy ingenioso. Merecerá la pena estar muy atentos a ver que sorpresas nos depara esta investigación.

Más información

Roy, Raj Kumar, Anna Meszynska, Chloé Laure, Laurence Charles, Claire Verchin, and Jean-François Lutz. "Design and Synthesis of Digitally Encoded Polymers That Can Be Decoded and Erased." Nature Communications 6 (May 26, 2015). doi:10.1038/ncomms8237.