Il DNA è al centro della ricerca scientifica per le sue promettenti potenzialità come mezzo di archiviazione dei dati. Gli scienziati stanno da oltre dieci anni lavorando allo sviluppo di chip di DNA per l’archiviazione a lungo termine delle informazioni, superando i tradizionali chip di silicio in densità di archiviazione, durata e sostenibilità.
La struttura del DNA e la sua capacità di codificare informazioni sono alla base di questa tecnologia. Un filamento di DNA è formato da quattro blocchi di base ricorrenti, e una specifica sequenza di questi blocchi può essere utilizzata per codificare le informazioni, proprio come avviene in natura. Per costruire un chip di DNA, è necessario sintetizzare e stabilizzare il DNA codificato. Se il processo ha successo, le informazioni possono essere conservate per migliaia di anni e recuperate decodificando la sequenza dei blocchi di base.
Nonostante il DNA dimostri un’elevata capacità e durata come mezzo di archiviazione dei dati, ci sono ancora alcune sfide da superare. Il costo di archiviazione è attualmente elevato, intorno a 400.000 dollari per megabyte, e il recupero delle informazioni è ancora lento, richiedendo ore o giorni a seconda della quantità di dati. È necessario sviluppare strumenti appropriati, come enzimi controllati dalla luce e software di progettazione di reti proteiche, per rendere l’archiviazione dei dati in DNA più applicabile e commercializzabile.
Un importante sviluppo nella tecnologia dei chip di DNA si sta verificando presso il JMU Biocentre, dove il team del professor Thomas Dandekar sta lavorando su chip di DNA realizzati con nanocellulosa semiconduttrice prodotta da batteri. Questi chip potrebbero sostituire parzialmente l’elettronica tradizionale con componenti biologici molecolari, garantendo sostenibilità, riciclabilità e robustezza anche contro impulsi elettromagnetici e interruzioni di corrente. La loro densità di archiviazione potrebbe raggiungere fino a un miliardo di gigabyte per grammo di DNA.
Il team di Dandekar sta anche cercando di migliorare ulteriormente i chip di DNA realizzati con nanocellulosa semiconduttrice combinandoli con enzimi che hanno sviluppato. Gli enzimi stessi devono essere migliorati per garantire un controllo più accurato del mezzo di archiviazione dei dati in DNA e consentire una maggiore capacità di memorizzazione e riduzione dei costi. Questo potrebbe rendere il DNA un mezzo di archiviazione pratico nella vita quotidiana.
Il progetto è finanziato dalla Fondazione Tedesca per la Ricerca (DFG) e dallo Stato Libero di Baviera, e ha come importanti partner di cooperazione Sergey Shityakov della State University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO) di San Pietroburgo, Daniel Lopez dell’Universidad Autonoma de Madrid e il Dr. Günter Roth dell’Università di Friburgo e BioCopy GmbH (Emmendingen).