A editora Asimov Press lançou na quinta-feira (16) um livro que reúne ensaios sobre biotecnologia e histórias de ficção científica.
A diferença entre esse lançamento para outros é que por US$ 60, além da edição física, o leitor também pode obter uma cápsula de aço com a versão da obra codificada em cadeias de DNA.
Não foi a primeira vez que uma empresa codificou informações em cadeias de DNA. O mesmo aconteceu antes com 154 sonetos de Shakespeare, um episódio da série da Netflix “Biohackers” e um arquivo de áudio do discurso “I Have a Dream”, de Martin Luther King.
A codificação
O DNA (ácido desoxirribonucleico) é uma molécula presente dentro de células que carrega informações genéticas.
Ele é formado por quatro bases químicas: A (adenina), T (timina), C (citosina) e G (guanina). Quando emparelhadas, elas formam os pares de bases, que junto a outras moléculas estão dispostos nas duas fitas presentes no DNA.
Para transformar arquivos digitais em DNA, a primeira etapa é converter as bases químicas em linguagem binária, utilizada em programas computacionais para representar caracteres, números e imagens a partir dos números 0 e 1.
Uma reportagem da Revista Pesquisa FAPESP utiliza como exemplo o fato de os bits 00 poderem ser codificados como base A, os 01 como T, os 10 como C, e os 11 como G.
Além disso, geralmente são incluídas no código formas, como redundâncias e trechos sobrepostos de DNA, para evitar que homopolímeros sejam formados.
Os homopolímeros são longas sequências de uma mesma base, como GGGGG, e geralmente provoca falhas nos processos de síntese e sequenciamento de DNA.
Depois, a molécula é armazenada em uma cápsula de metal isolada de oxigênio, umidade, luz ou calor. Caso afetada por esses fatores, a molécula pode ser quebrada e as informações, perdidas.
O passo final é acessar arquivos. Para isso, as informações são lidas por uma máquina de sequenciamento, que determina a ordem correta das bases químicas e transforma a informação novamente em linguagem binária, lida pelo computador.
As produções
No caso da Catalog, a empresa por trás da codificação do livro da Asimov Press, após a codificação, as moléculas de DNA foram armazenadas em cápsulas de aço inoxidável e seladas a laser, sem que haja oxigênio ou umidade dentro delas.
Um experimento semelhante foi feito em 2013 por Ewan Birney e Nick Goldman, cientistas do Instituto Europeu de Bioinformática, que codificaram sonetos de Shakespeare, o discurso “I Have a Dream” e uma foto do escritório de ambos.
Birney e Goldman receberam de uma empresa as moléculas de DNA em tubos de ensaio. Da mesma forma, após a codificação e a execução, as moléculas trouxeram as informações.
Em 2016, pesquisadores da Universidade de Washington e da Microsoft bateram um recorde de tamanho de arquivo inscrito em moléculas de DNA.
Com 200 megabytes, os pesquisadores codificaram um clipe da banda Ok Go, a Declaração Universal dos Direitos Humanos e o livro “Guerra e paz”, do escritor Liev Tolstói.
A Netflix também experimentou com o arquivamento de dados em DNA em 2020. Em um vídeo promocional da série “Biohackers”, 1 milhão de cópias do primeiro episódio da série foram armazenadas em uma cápsula. Dentro dela, havia um líquido rosa que continha o DNA codificado.
As motivações
O DNA é tido como alternativa para armazenamento por algumas de suas características, como o fato de ser uma molécula fina, fácil de replicar e estável ao longo dos anos.
Os pesquisadores que se dedicam a estudar o uso do DNA para arquivar dados afirmam que as moléculas possuem capacidades de armazenamento superiores ao de mídias magnéticas, como discos rígidos e fitas, que são utilizadas atualmente em data centers.
115 mil vezes
é o quanto a capacidade de armazenamento de dados em DNA é superior às mídias utilizadas em data centers, segundo a Revista Pesquisa FAPESP
Os centros de processamento de dados também consomem mais energia, ao contrário do DNA, que pode ser mantido em temperatura ambiente.
Entre os problemas enfrentados está o fato de sequenciar e ler as informações codificadas em DNA ser um processo caro.
De acordo com uma reportagem do site Wired em 2018, a empresa de síntese de DNA Twist Bioscience cobrava entre 7 e 9 centavos por base química sintetizada. O que significa que para armazenar um minuto de som estéreo de alta qualidade seria necessário um empreendimento de aproximadamente US$ 100.000.
O processo também é lento. A recomendação é que o arquivamento em DNA seja utilizado para informações que precisam ser acessíveis por muito tempo, mas não acessadas o tempo todo.
Giovanna Castro