Un team di ricercatori della North Carolina State University e della Johns Hopkins University ha annunciato un importante passo avanti nel campo della scienza dei materiali e dell’informatica: per la prima volta, una tecnologia basata su DNA è stata utilizzata non solo per archiviare dati, ma anche per elaborarli e risolvere semplici problemi, come sudoku e scacchi. Questa tecnologia rappresenta un’integrazione senza precedenti di funzioni di archiviazione e calcolo dei dati, superando i limiti delle precedenti applicazioni del DNA in ambito tecnologico.
DNA e archiviazione dei dati
Fino ad ora, il DNA era stato utilizzato principalmente per l’archiviazione a lungo termine dei dati, sfruttando la sua capacità di contenere grandi quantità di informazioni in spazi estremamente ridotti. Le tecnologie precedenti permettevano solo alcune operazioni come l’archiviazione e il recupero dei dati, ma mancava la possibilità di eseguire operazioni complesse come cancellazione, riscrittura o elaborazione ripetuta dei dati, che sono fondamentali per un uso pratico e versatile del DNA in ambito tecnologico.
Albert Keung, scienziato della North Carolina State University e coautore dello studio, spiega l’importanza di questo sviluppo: “Nelle tecnologie informatiche convenzionali, diamo per scontato che i modi in cui i dati vengono archiviati e il modo in cui vengono elaborati siano compatibili tra loro”. Tuttavia, spiega che fino ad ora, l’archiviazione e l’elaborazione dei dati erano operazioni separate e i computer moderni funzionavano grazie a una rete di tecnologie complesse.
Il team di ricerca ha superato questa separazione sviluppando una nuova struttura polimerica chiamata dendricolloidi, una rete di fibre a scala nanometrica che consente di depositare il DNA tra le nanofibrille senza sacrificare la densità dei dati. Orlin Velev, coautore dello studio e professore emerito di ingegneria chimica e biomolecolare presso la North Carolina State University, descrive questa innovazione: “Questa morfologia crea una struttura con un’elevata area superficiale, che ci consente di depositare il DNA tra le nanofibrille senza sacrificare la densità dei dati”.
La nuova tecnologia
La nuova tecnologia permette di svolgere tutte le funzioni di archiviazione e calcolo dei dati che si possono fare con i dispositivi elettronici tradizionali, ma utilizzando il DNA. Kevin Lin, primo autore del documento, sottolinea che il sistema permette di copiare le informazioni del DNA direttamente dalla superficie del materiale senza danneggiarlo, cancellare parti mirate di DNA e riscrivere sulla stessa superficie, come si farebbe con un disco rigido tradizionale.
Questa scoperta apre la strada a nuove possibilità per l’uso del DNA nella tecnologia dell’informazione. Non solo offre una soluzione per l’archiviazione sicura e a lungo termine dei dati, ma consente anche l’elaborazione di informazioni in modi programmabili e ripetibili. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che questa tecnologia potrebbe archiviare i dati in modo sicuro per migliaia di anni senza che il DNA si degradi, utilizzando materiali relativamente poco costosi e facili da fabbricare.
Orlin Velev conclude: “Inoltre, il materiale ospite dendrocolloidale è relativamente poco costoso e facile da fabbricare”. Questo rende la tecnologia non solo innovativa, ma anche potenzialmente accessibile per un’ampia gamma di applicazioni future. Il DNA come mezzo per l’archiviazione e l’elaborazione dei dati potrebbe quindi rivoluzionare il modo in cui concepiamo e utilizziamo le tecnologie informatiche nel prossimo futuro.
