Memorizzeremo i selfie nel DNA

Il DNA, oggi, dice chi siamo e come siamo fatti. Un giorno, invece, potrebbe dire come sono fatti i nostri selfie. Niente paura, nessuna intelligenza artificiale antropomorfa all’orizzonte, ma solo un metodo rivoluzionario per immagazzinare i dati informatici. I ricercatori di tutto il mondo hanno compreso ormai da anni il potenziale dell’acido desossiribonucleico - nome completo del DNA – nei sistemi informatici. I ricercatori del Multimedia processin group guidato da Touradj Ebrahimi al Politecnico Federale di Losanna EPFL stanno mettendo a punto un algoritmo per trasferire le immagini dai sistemi attuali a quelli basati sul DNA, scommettendo che questa sarà la tecnologia del futuro. 

Per i nostri sistemi informatici, le informazioni sono una serie di 0 e di 1, che a livello elettronico si traducono rispettivamente in “non passa corrente” e “passa corrente”. Si chiama codice binario e permette a tutti i nostri dispositivi di funzionare e di riporre i dati negli archivi di memoria, come i dischi rigidi o le memorie a stato solido contenuti nei nostri laptop e smartphone. Ad esempio, il nome RSI diventa 

Il DNA è a sua volta un modo di custodire e trasmettere informazioni. Biologicamente parlando è, per semplificare, il libretto di istruzioni delle cellule, che dice loro cosa fare in ogni situazione. Queste informazioni sono tramandate di generazione in generazione con un sistema efficiente e adattabile a molte circostanze. A livello biochimico, il DNA è composto da una lunga stringa di quattro soli elementi, detti nucleotidi. Lasciando da parte i loro nomi tecnici, i nucleotidi sono indicati da quattro lettere: A, C, G e T. Le istruzioni per le cellule del nostro corpo non sono altro, quindi, che una lunga lista di queste quattro lettere. Ad esempio, il gene per produrre la emoglobina del nostro sangue inizia con ACATTTGCTT, per poi proseguire con una lunga sequenza dal tenore simile.  

Queste lunghe catene di 4 lettere possono essere utilizzate per memorizzare i dati di ogni tipo proprio nello stesso modo in cui attualmente si utilizzano gli 0 e gli 1. Oggi siamo in grado di produrre in laboratorio filamenti di DNA con sequenze genetiche a scelta con estrema precisione. L’idea in mente agli scienziati, quindi, non è di sostituire i computer attuali con cellule e liquidi, ma di convertire i dati da segnali elettrici a molecole di DNA per custodirli sul lungo periodo all’interno di provette. Quando poi serve utilizzarli basta portare il DNA in laboratorio e ritrasformarlo in codice binario. Questa tecnologia non è per i comuni utenti, ma mira ad aiutare i grossi archivi e, è bene specificarlo, è assolutamente sicura, perché queste sequenze non hanno alcun valore biologico.

Questo vale anche per le immagini dei nostri computer, oggetto dello studio del gruppo di Touradj Ebrahimi. I ricercatori dell’EPFL hanno trovato un sistema per convertire in modo efficiente le immagini in formato JPEG da stringhe di 0 e 1 in DNA, quindi in A, C, G e T. Per ora il sistema è solo teorico ed indica la via a futuri tentativi sperimentali.

Utilizzare il DNA al posto dei sistemi tradizionali ha diversi vantaggi. Per cominciare, lo spazio fisico utilizzato, come spiega Touradj Ebrahimi «Stimiamo che un solo grammo di DNA possa contenere circa 215 milioni di gigabyte di dati. È l’equivalente di 860.000 hard disk esterni da 250 gigabyte, ovvero in grado di contenere circa 50.000 immagini ciascuno». Poi tra i punti di forza delle memorie di DNA c’è anche la loro lunga stabilità nel tempo, cosa non sempre garantita dai sistemi attuali quando si parla di scale molto grandi come Petabyte di dati, e la poca energia che richiedono per essere mantenute. Di contro, c’è che è certamente un sistema molto laborioso e costoso, ma non è detto che, come molte altre tecnologie, non diventerà un giorno più accessibile.