DNA sintético vai substituir discos rígidos de computador na próxima década

Dispositivo inspirado no armazenamento do nosso código genético levará ao desenvolvimento de mídias muito menores, mais potentes e capazes de garantir a integridade das informações por muito mais tempo.

Dispositivo inspirado em nosso código genético levará à criação de mídias menores, mais potentes e muito mais duradouras em apenas uma década.

Cada notícia e cada imagem que você lê, cada vídeo que você assiste, cada curtida, comentário, ou mesmo o simples fato de navegar na internet - Tudo isso gera uma quantidade gigantesca de dados todos os dias. Com a expansão do uso de computadores e smartphones, a tendência é que essa quantidade aumente cada vez mais.

Hoje, a principal maneira de se armazenar dados são as arquiteturas remotas em nuvem. Estes locais remotos, chamados de data centers, já consomem 1% da energia elétrica mundial, e o aumento de demanda por armazenamento deve fazê-los passar a consumir 30% em poucos anos - o que representa um problema energético grave.

Preocupados com a crise iminente que essa situação pode gerar nos próximos anos, cientistas estão começando a estudar alternativas mais eficientes para armazenamento de dados. Uma das mais promissoras envolve o uso de versões sintéticas do DNA para guardar informações digitais.

Mas como é possível usar DNA para guardar informações digitais?

O DNA, ou ácido desoxirribonucleico, é um sistema natural de armazenamento de dados que está presente em todas as células. Graças ao estudo de materiais genéticos como o DNA, temos acesso às informações biológicas dos neandertais, extintos há mais de 30 mil anos, e até mesmo de mamutes, que viveram a mais de 1 milhão de anos atrás.

Preparo de reagentes para injeção em equipamento de síntese de DNA no laboratório de micromanufatura do IPT (imagem: Léo Ramos Chaves / FAPESP)

E de fato, a capacidade de armazenamento de dados em DNA é 115 mil vezes superior à das mídias magnéticas empregadas atualmente nos data centers. No mesmo espaço físico de um cartucho de fita magnética de 18 terabytes, seria possível guardar 2 milhões de terabytes em DNA.

O data center do Facebook ocupa uma área de dezenas de milhares de metros quadrados, equivalente a um grande shopping center. (...) O mesmo conteúdo poderia ser armazenado em apenas 5 gramas de DNA, em um dispositivo que cabe na palma de uma mão - Bruno Verona, Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT).

Além disso, grande parte do consumo de energia em data centers serve para a manutenção dos equipamentos e climatização adequada das salas de armazenamento, que devem permanecer frias. O DNA, no entanto, pode ser mantido em temperatura ambiente, o que por si só já reduz consideravelmente o consumo de energia.

Data centers gigantescos serão substituídos por dispositivos que cabem na palma da mão. O armazenamento em DNA sintético também consumirá menos energia e será mais sustentável.

Como se não fosse o suficiente, as mídias magnéticas atuais são produzidas com materiais provenientes de mineração e derivados de petróleo, e duram no máximo 30 anos - precisando ser substituídas frequentemente. Dados digitais arquivados em DNA serão legíveis por milhares de anos, sem precisar de substituição.

Quando teremos acesso à tecnologia de armazenamento por DNA?

A produção de DNA sintético e o armazenamento de dados nele já são realizados pela indústria de biotecnologia, mas a escala é baixa e a velocidade ainda é muito lenta. O processo não envolve organismos vivos - A molécula de DNA é fabricada por meio de síntese química.

Protótipo de microchips sintetizadores de moléculas de DNA desenvolvido pelo consórcio IPT-Lenovo (imagem: Léo Ramos Chaves / FAPESP)

Para que esta tecnologia se torne acessível, será necessário aperfeiçoar diversos processos - E em especial, os métodos de síntese química que, simultaneamente, constroem as moléculas de DNA e escrevem os códigos digitais em suas bases nitrogenadas. Ainda há muita pesquisa pela frente, mas estima-se que essa tecnologia poderá ser utilizada daqui a dez anos.

Felizmente, o Brasil não está ficando para trás nesse sentido - O projeto Prometheus, criado em 2021 como uma parceria entre o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e a fabricante chinesa de dispositivos eletrônicos Lenovo, já tem 40 pesquisadores trabalhando nesta tecnologia e deve se tornar um dos pioneiros do armazenamento em DNA ao longo da próxima década. Agora é esperar pelos resultados.