Imagina un ordenador que, en lugar de funcionar con circuitos eléctricos, ceros y unos, funcione con ADN, como tus células. Un ordenador así podría concentrar en el espacio de una goma de borrar tantos datos como mil portátiles y lo mejor es que ya existe. Un grupo de investigadores de las universidades Estatal de Carolina del Norte y John Hopkins han desarrollado un pequeño sistema de computación capaz de, por un lado, almacenar información y, por otro, operar con ella para resolver problemas poco complejos, como sudokus o problemas de ajedrez. Un hito que han logrado publicar en la revista Nature Nanotechnology.

Sabemos que los ordenadores más punteros están condenados a convertirse en momias apenas dos años después de que aparezcan. Y, ahora que a los famosos ordenadores cuánticos puede que se unan los procesadores de ADN… ¿qué sucederá con nuestros familiares PCs y Macs? Pues nada, nada en absoluto, porque, aunque se llamen ordenadores o procesadores son tecnologías diferentes. Una no es la evolución de la otra, son alternativas con sus grandísimas ventajas, pero también con sus inconvenientes.

OrDNAdores

Es posible que, tanto si sigues las noticias de ciencia como si no, te suene un titular de 2017 en el que unos científicos de Harvard habían almacenado el gif de un caballo corriendo en un fragmento de ADN. Aquello fue un bombazo informativo porque, por un lado, era un gran hito tecnológico, pero, sobre todo, porque almacenaron una imagen reconocible que, desde entonces se ha convertido en todo un icono de estas líneas de investigación. En este caso la novedad no es solo que hayan mejorado el sistema de almacenamiento, sino que, ahora, la estructura de estos dispositivos permite operar con la información.

Y es que, aunque solemos imaginar el ordenador como una caja negra donde ocurre todo en el mismo espacio, lo cierto es que su arquitectura es muy compleja y comprende sistemas diferentes para guardar datos y para trabajar con ellos. Un computador no solo necesita grabar información, sino recuperarla cuando es necesaria, borrarla, reescribirla una y otra vez y, sobre todo, transformarla según una serie de operaciones. Imagina una calculadora: no solo ha de guardar tus números, has de poder reescribirlos, operar con ellos y recuperar el famoso Ans que te devuelve el resultado anterior. Y eso es lo que han logrado en este reciente estudio, poniéndolo a prueba con la resolución de tareas logicomatemáticas sencillas.

El almacenamiento

Por un lado, conviene aclarar el sistema mediante el que almacena información que, en realidad, es el mismo que utilizan nuestras células: el ADN. Largas cadenas de moléculas de ácido desoxirribonucleico, que se llaman. Cada una de estas cadenas es como una pulsera de esas en las que podemos introducir abalorios a nuestra elección y el orden de los abalorios, en este caso, esconde un significado. Solo que, en este caso, tales abalorios son unas moléculas llamadas bases nitrogenadas que pueden ser solo de cuatro tipos: adenina, guanina, citosina y timina (respectivamente las famosas A, G, C, T).

Ahora bien, si nos imaginamos la pulsera abierta, para ser precisos, tenemos que imaginar una pareja con una secuencia complementaria, esto es: si una empieza con A, la otra en su lugar tendrá una T (y viceversa), y si sigue con una C, la otra tendrá una G (y al revés), así, ambas hebras pueden enlazarse. Mediante técnicas de edición genética podemos lograr “escribir” una secuencia de nucleótidos bastante específica, lo suficiente como para guardar el gif de un caballo o la configuración de un tablero de ajedrez.

La operación

La gran novedad está en la superficie sobre la que operan estos sistemas. El equipo de investigación ha empleado unas estructuras que han llamado dendircoloides “Específicamente, hemos creado estructuras poliméricas que […] comienzan a escala microscópica, pero se ramifican entre sí de manera jerárquica para crear una red de fibras a nanoescala", dice Orlin Velev, coautor correspondiente y profesor distinguido S. Frank y Doris Culberson de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

Podemos imaginarlo como una superficie hecha de ramas de un material parecido al plástico. Muy subdivididas en ramas cada vez más pequeñas, creando una enorme cantidad de espacios separados entre ellas. A lo cual, Veley añade que “Esta morfología crea una estructura con una alta superficie, lo que nos permite depositar ADN entre los nanofibras sin sacrificar la densidad de datos que hace que el ADN sea atractivo para el almacenamiento de datos en primer lugar”.

Han llamado a esta tecnología “motor primordial de almacenamiento y computación en ADN” y, según Kevin Lin, primer autor del artículo, “nos permite realizar muchas de las mismas funciones que puedes hacer con dispositivos electrónicos. Podemos copiar información de ADN directamente desde la superficie del material sin dañar el ADN. También podemos borrar piezas específicas de ADN y luego reescribir en la misma superficie, como borrar y reescribir información almacenada en un disco duro. Esencialmente, nos permite realizar toda la gama de funciones de almacenamiento y computación de datos en ADN. Además, descubrimos que cuando depositamos ADN en el material dendricoloide, este material ayuda a preservar el ADN”.

Por ahora, el sistema parece funcionar y, lo que es igual de importante, las superficies que han creado estos investigadores son relativamente fáciles y económicas de crear. La clave, ahora, está en que la industria encuentre interés e invierta en estas investigaciones, pero, lo que está claro, es que cada vez estamos más cerca de que los ordenadores clásicos tengan que convivir con primos lejanos tan llenos de ventajas como de inconvenientes.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Los ordenadores de ADN no están aquí para sustituir a nuestros portátiles, su utilidad, en caso de que triunfen, posiblemente sea complementaria y no sustitutiva. Así que, ya sea un ordenador cuántico, uno clásico, o uno de estos tremendamente embrionarios orDNAdores (término no oficial), habrá que aprender a utilizar cada uno para el tipo de tareas que más nos convenga.

REFERENCIAS (MLA):

• Keung, Albert J., et al. "A Primordial DNA Store and Compute Engine." Nature Nanotechnology, vol. 19, 2024, doi:10.1038/s41565-024-01771-6.