DNA bidezko datu digitalen biltegiratze egonkor, eraginkor eta jasangarria helburu
CIC nanoGUNE nanozientziaren euskal ikerketa-zentroa informazio digitala duen DNA gordetzeko material berriak ikertzen eta garatzen ari da. NanoGUNEko Automihiztadura taldeak zuzentzen duen etorkizun handiko ikerketa-lerro hau nanoGUNEk koordinatuko duen Europako Batasuneko EIC PathFinder proiektu batean —TextaDNA proiektua— kokatzen da, eta nanoGUNErekin batera, Eurofins Genomics erakunde alemaniarrak, DNAren sintesiaren eta sekuentziazioaren alorrean Europako erakunderik handienetakoak, parte hartzen du. Hain zuzen ere, 2,5 milioi euroko dirulaguntza jasoko du proiektuak eta laguntza hori ekipamendua erosteko eta ikerketa-ildo horretarako lan-taldea osatzeko erabiliko da.
Gaur egungo gizarteak datu digitalak gordetzeko gero eta baliabide energetiko gehiago behar ditu. Datu-zentroen elektrizitate-kontsumoa berotegi-efektuko gasen emisio guztien % 2 da, eta 2030erako % 8ra iristea espero da. Horregatik, informazio digitala biltegiratzeko modu berriak bilatzea premiazkoa da, toki gutxiago hartzen dutenak, seguruak, jasangarriak, merkeak eta energia gutxiago erabiltzen dutenak, alegia.
“DNAk informazio genetikoa gordetzeko eta transmititzeko gaitasuna du, baina ez hori bakarrik, informazio digitala gordetzeko ere potentzial ikaragarria du. Pentsa, disko gogor magnetikoek baino miloi bat aldiz informazio gehiago gorde dezake espazio berean. Alegia, disko gogorrez betetako gela bateko informazioa arroz ale batean sartu daiteke”, adierazi du Ibon Santiago Gonzalez nanoGUNEko Research Fellow-ak eta proiektuaren zuzendariak nanoGUNEn. Gainera, “disko gogorrek ez bezala, DNAk ez du mantenurako argindarraren beharrik eta epe luzean gorde daiteke kaltetu gabe”, gehitu du.
Hala ere, “DNA gordetzeko material egokiak garatzea erronka garrantzitsua da. Izan ere, DNA epe luzerako modu seguruan gordetzeko, eta aldi berean, nahi denean informazio hori erauzteko edo berreskuratzeko aukera egotea ezinbestekoa da”, azpimarratu du Ibon Santiagok.
DNA hori luzaroan egonkor biltegiratzean dago gakoa eta horretan buru-belarri dihardute nanoGUNEko ikertzaileek. Alegia, informazio digitala duen DNA gordetzeko material egokienak —material polimerikoak eta nanozuntzak —aztertzen eta garatzen dihardute. Izan ere, “material horiek epe luzerako gordetzeko beharko dute izan —dio Ibon Santiagok—, baina aldi berean informazioa epe motzean eskuratu nahi bada, erraz berreskuratzeko modukoa izan behar du; ezin da toxikoa izan eta ezin du DNA kaltetu”.
TextaDNA proiektuan nanoGUNE eta Eurofins erakundeek DNA bidezko datu digitalen biltegiratzean aurrerapausu garrantzitsuak emango dituztela aurreikusten dute, informazio digitala duen DNA gordetzeko material berriak garatuz. Batetik, “sistema bitarretik DNAra datuak kodetzeko prozesua optimizatuko dugu. Adibidez, sistema bitarreko bi bit adierazteko base bakarra erabili dezakegu, 00 adierazteko, adenina (A) erabiltzea, 01 guanina (G), 10 zitosina (C) eta 11 timina (T). Bestetik, DNAren sintesia (idazketa) eta sekuentziazioa (irakurketa) hobetuko ditugu idazketa eta irakurketa erroreak gutxituz, oligonukleotidoen —DNAren sekuentzia laburrak— sintesirako teknika berriak eta azken belaunaldiko sekuentziazio-tresnak erabilita. Azkenik, informazio digital hori guztia jasoko duen DNA zenbait material egokitan gordeko dugu, nanozuntzetan hain zuzen ere”, azaldu du nanoGUNEko ikertzaileak. Modu horretan, “oro har prozesu horren guztiaren iraunkortasuna, erabilgarritasuna, deskodifikazio-maila, kostua eta abar hobetuko ditugu”, gehitu du.
Ibon Santiagoren esanean, “egun datu digitalak lainoan gordetzen ditugun moduan, etorkizunean DNA idazteko eta irakurtzeko makinak eta irakurgailuak erabiliko ditugu. Horiek guztiak gaur egun existitzen dira, baina DNAren sintesi-prozesuaren kostua murriztea eta denontzat erabilgarriak diren plataformak sortzea da helburu nagusia. NanoGUNE eta Eurofins Genomics-en arteko elkarlan honekin norabide horretan aurrerapausu bat eman nahi dugu, DNA bezalako molekula programagarriak informatikarekin uztartuz, memoria digitala gordetzen duten materialak sortzeko”.