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.

DNA sintético vai substituir discos rígidos de computador na próxima década
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
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
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.