Caro Engenheiro do Mal: ​​Posso contrabandear segredos militares em meu DNA?

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Por Hilary Cordeiro

Publicado quinta-feira, 13 de julho de 2023

Este mês, o Engenheiro do Mal aconselha um espião em busca de uma forma discreta de armazenamento de dados.

Caro Engenheiro do Mal,

Sou um agente duplo operando em nome de [redigido]. Depois de 15 anos operando em instalações de tecnologia de defesa de um estado hostil, finalmente obtive confiança suficiente para apreender uma quantidade de dados confidenciais, que copiei para um pen drive de 32 GB para retornar ao meu país de origem [redigido]. No entanto, fui informado de que a contra-inteligência foi alertada sobre as minhas atividades e não tenho certeza de qual a melhor forma de trazer esses dados de volta para o outro lado da fronteira – certamente todos os meus aparelhos eletrônicos serão revistados.

Ouvi dizer que os dados podem ser armazenados de outras formas, inclusive no DNA. Poderia eu armazenar estes segredos de defesa no meu próprio ADN e assim transportá-los através da fronteira sem ser detectado?

Seu,

Um espião

Caro vilão,

Obrigado pela sua carta reveladora. Não cabe a mim alertar quaisquer autoridades sobre suas atividades – sou apenas um engenheiro do mal, ajudando os necessitados – então vamos direto à resposta à sua pergunta. Na verdade, você poderia usar o DNA para transportar 32 GB de dados além da fronteira, embora não em seu próprio corpo.

O armazenamento de dados de DNA é uma tecnologia emergente interessante que visa usar a excepcional capacidade natural de armazenamento de dados do DNA. Envolve a codificação de dados binários (0s e 1s) em sequências de bases de nucleotídeos (A, C, G, T) e, em seguida, a síntese de DNA com essa sequência. Isso é armazenado até ser necessário, quando o DNA é sequenciado e depois decodificado novamente em binário legível em um computador.

O armazenamento de dados de DNA tem sido experimentado há muitas décadas (notavelmente, em 1988, o artista Joe Davis inseriu um pequeno pedaço de DNA sintético contendo uma representação visual simples da genitália feminina em células vivas de E. coli – cada organismo continha muitas cópias, que poderia ser sequenciado e decodificado para reproduzir a imagem). Realmente decolou na década de 2010 com dois artigos marcantes.

Um deles, de acadêmicos de Harvard, descreveu a codificação de um livro de 50 mil palavras e outras mídias em DNA, simplesmente mapeando os bits um a um com as bases. O outro, realizado por cientistas do Instituto Europeu de Bioinformática, demonstrou que era possível armazenar, recuperar e reproduzir dados de ADN com pelo menos 99,99 por cento de precisão, graças a um esquema inovador de correção de erros. Esses artigos demonstraram que era realmente viável armazenar quantidades substanciais de dados no DNA e lê-los de volta.

Desde então, itens cada vez maiores foram armazenados no DNA, incluindo todo o texto da Wikipédia em inglês e um episódio de ‘Biohackers’ da Netflix. Outros avanços incluem a realização de operações de processamento de dados diretamente no DNA com processos químicos, a automatização do processo e a proteção dos dados contra erros, como a intercalação de nucleotídeos de “sincronização” para ajudar na reconstrução.

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Este modo de armazenamento de dados é atraente porque é incrivelmente eficiente em termos de espaço – teoricamente, é possível armazenar um exabyte no volume de um grão de areia. O ADN também é bom para guardar informações durante períodos de tempo extremamente longos – milhares ou mesmo milhões de anos sob as condições certas (em 2021, os investigadores sequenciaram com sucesso o ADN de um mamute com 1,2 milhões de anos). Embora a sua utilização prática seja atualmente limitada pelos elevados custos e pelos tempos lentos de leitura e escrita, estão a ser feitos progressos nestas frentes e é realista esperar que possamos ver o armazenamento híbrido e baseado em ADN a ser utilizado num futuro não muito distante. para dados que não precisam ser acessados ​​com frequência.

Então, esse é o estado promissor da tecnologia. Claro, você está interessado na possibilidade de armazenar informações em seu próprio corpo. A boa notícia é que é possível armazenar dados em organismos vivos. Em 2021, investigadores da Universidade de Columbia publicaram um artigo descrevendo como utilizaram o CRISPR para armazenar informações nos genes activos da E. coli – codificaram 72 bits no ADN para soletrar “Olá, mundo!”. Mesmo depois de misturá-los com micróbios normais do solo, eles ainda conseguiram sequenciar o DNA e extrair a mensagem.