Sogni, promesse volano... Ma poi cosa accadrà?

Gianni Rodari

DNA digitalizzato, l’ultima frontiera dell’archivio dati

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Se si parla di DNA e di salti nel tempo, non può non venire in mente una delle scene iniziali del film anni ’90 campione d’incassi di Spielberg, Jurassic Park: un video proiettato dall’ inventore del parco di divertimenti fa vedere come gli scienziati abbiano estratto il DNA dei dinosauri, per poi riprodurli, da zanzare fossilizzate nell’ambra. Come tutti ben sanno, al visionario ideatore di Jurassic Park la situazione sfuggì poi di mano perché, dopotutto, le informazioni e le testimonianze che ci arrivano dal passato vanno usate con cautela. Ma è davvero possibile conservare dei dati per centinaia di migliaia di anni? La longevità dei supporti digitali, ancor più della vecchia carta o dei papiri egizi, non è ancora stata quantificata di preciso. Di sicuro, una cosa che dura molto di più di hard disk, dvd e pennette USB gli scienziati l’hanno trovata niente meno che dentro le nostre cellule, ed è proprio il DNA.

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Milioni di dati in un grammo

Un filamento a elica, un intreccio apparentemente semplice di nucleotidi ma che racchiude il segreto della vita, un segreto composto da miliardi d’informazioni. Un solo grammo di DNA è potenzialmente capace di immagazzinare dati per 455 exabyte.  Per farci un’idea della questione, secondo le previsioni del Cisco Visual Networking Index , entro il 2016 il traffico dati globale su rete mobile raggiungerà i 10,8 exabyte mensili: praticamente in un grammo di acido desossiribonucleico ci andrebbero tutti i dati di Google, Facebook e quant’altro passa su internet in un anno intero, e avanzerebbe pure spazio. La cosa ancor più interessante di questo supporto tuttavia, oltre alla sua incredibile capacità, è la sua estrema durevolezza nel tempo, requisito primario per qualsiasi operazione di archiviazione dati: il più antico genoma animale, ricomposto in sequenza nel 2013, apparteneva al fossile di un cavallo di 700mila anni fa.

Le “capsule del tempo”

Per capire meglio quali siano però le condizioni ideali per la conservazione del DNA, lo Swiss Federal Institute of Technology di Zurigo  sta indagando sui modi per incrementare la longevità dell’acido nucleico fino ad arrivare alla possibilità di conservare informazioni addirittura per milioni di anni. La metodologia più semplice, attraverso la quale gli scienziati sono in grado già da anni di memorizzare dati sul DNA, prevede la sostituzione dei caratteri 0 e 1 del sistema binario usato dai computer con le quattro lettere che compongono il DNA, ovvero A (adenina), T (timina), C (citosina) e G (guanina). Nel momento in cui degli agenti esterni vengono a danneggiare però la sequenza, si creano inevitabilmente dei “buchi” nei dati. Il dottor Robert Grass e i suoi colleghi stanno quindi mettendo a punto un sistema di “rattoppo” basato sul ricorso al codice Reed-Solomon, un tipo di codice lineare non binario di rilevazione e correzione d’errore, inventato nel 1960 da Irving S.Reed e Gustave Solomon del Massachusetts Institute of Techonology. Il team svizzero ha inoltre scoperto, studiando il modo in cui i fossili sono riusciti a mantenere intatte sequenze di DNA così a lungo, che il segreto per la conservazione sta nell’assenza d’acqua.

Hanno quindi incapsulato il DNA contenente alcuni dati in microscopiche sfere di vetro e hanno testato la resistenza di queste capsule simulando lo scorrere del tempo, conservandole per una settimana alla temperatura di 60, 65 e 70 C°.  I risultati del test sono stati sorprendenti: le sequenze di acido desossiribonucleico si sono mantenute intatte. “Questo ci suggerisce che se tenessimo le capsule di DNA a una temperatura di 10 C°, i dati sarebbero conservati perfettamente per circa 2000 anni – nota Grass – e se le riponessimo al Global Seed Vault di Svalbard a -18 C° potrebbero durare per più di 2 milioni di anni”.

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Un hard disk assai costoso

Il DNA è microscopico, tutto sommato semplice da conservare ed è infinitamente più durevole di qualsiasi altro supporto digitale mai concepito. Al di là della discutibile praticità di armeggiare con microscopi e armamentario da piccolo chimico invece che infilare una presa USB nel proprio computer, verrebbe quasi da domandarsi perché queste strabilianti capsule del tempo non abbiano già fatto la loro comparsa sugli scaffali dei negozi d’informatica.
Il problema, scherzi a parte, sta nel prezzo della pratica d’archivio, che ben pochi potrebbero permettersi: un paio di anni fa, secondo le stime dell’Istituto Europeo di Bioinformatica , memorizzare un megabyte di dati su DNA sarebbe costato più di 12mila $, più altri 200 $ ogni qualvolta si fosse voluto rileggere le informazioni archiviate. E i costi non sembrano esser scesi di molto, se si guarda ai circa 1500 $ spesi quest’anno dallo Swiss Federal Institute of Technology di Zurigo per codificare appena 83 kilobyte di dati su DNA per il proprio esperimento delle capsule di vetro. Prezzi da capogiro, insomma, compatibili esclusivamente con le esigenze degli archivi di interesse pubblico, a lunga scadenza e con bassa frequenza di accesso, come quelli storici o governativi. Per archiviare bollette, documenti e le proprie foto delle vacanze, non restano ancora che i faldoni o il caro vecchio hard disk.

 

Giulia Di Stefano

L'Autore

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