Inventarea tiparniței și a caracterelor mobile a dus la o explozie de informații care continuă și în prezent. Cercetătorii au raportat de curând că au reușit să accelereze codificarea datelor în fire ADN prin aplicarea conceptului de litere mobile la nivel molecular. Deși dezvoltarea a fost demonstrată până în prezent doar în laborator, cercetătorii independenți se așteaptă ca noua abordare descrisă în revista Nature să stimuleze industria emergentă de stocare a datelor pe ADN, permițând arhivarea rentabilă a informațiilor vitale pentru zeci de ani sau mai mult.

Stocarea datelor pe bază de ADN este o opțiune extrem de tentantă, deoarece un singur gram poate stoca date de până la 215 petabytes, suficient pentru a stoca 10 milioane ore video de rezoluție înaltă. Așadar, câteva containere navale de ADN ar putea stoca toate datele create vreodată de omenire. Spre deosebire de hard disk-urile electronice tradiționale, care pot degrada în ani sau decenii, ADN-ul poate rămâne neschimbat timp de mii de ani.

În prezent, citirea datelor codificate în "alfabetul" ADN de patru baze este ușoară și relativ rapidă cu ajutorul aparatelor de secvențiere a ADN. Problema constă în înregistrarea datelor, care necesită, de obicei, sintetizarea firelor individuale de ADN - literă cu literă. Cele mai rapide sisteme din prezent pot sintetiza aproximativ 320 milioane octeți pe zi. Dar, la această viteză, scrierea unui singur gram de ADN ar dura aproape 2 milioane de ani. "Este nesustenabil în comparație cu soluțiile actuale, deoarece viteza de scriere este extrem de redusă", spune Long Qian, biolog informatician la Universitatea Peking.

Pentru a accelera procesul, Qian și colegii săi s-au inspirat din tehnologia caracterelor mobile, inventată inițial în China în jurul anului 1040 î.Hr., cu aproximativ 400 de ani înainte de tiparnița lui Johannes Gutenberg, folosind porțelanul ca material pentru litere. Au sintetizat mai întâi șabloane de ADN lungi, standardizate, dintr-o singură fibră, ca "hârtie". "Literele" sunt sute de secvențe scurte de ADN monocatenar, fiecare cu o lungime de 24 de baze, secvențiate pentru a se lega de o anumită regiune al ADN-ului final.

Cercetătorii au apelat apoi la un proces natural din celule, metilarea, pentru a codifica fragmentele sub formă de 0 sau 1 digital. În organism, celulele atașează grupări de metil la secvențe specifice de ADN pentru a indica unde se pot lega sau dacă sunt meniți să se dezactiveze.

Pentru a scrie informațiile dorite, Qian și colegii săi au adăugat o enzimă care a atașat grupări metil la unele secvențe de ADN ( codul binar 1). Apoi, au selectat elementele care se potriveau datelor finale. Odată plasate într-o soluție specială, elementele își găseau rapid locul corect, și s-a format secvența finală care a conținut datele fișierului digital complet.

În cele din urmă, cercetătorii au aplicat "cerneală" pe "litere" pentru a finaliza imprimarea. Au adăugat în soluție o enzimă numită metiltransferază, care a copiat toate grupările metil în poziția adiacentă de pe șablon, care a putut fi apoi citit de o mașină de secvențiere al ADN disponibilă în comerț. Metoda a fost utilizată pentru a demonstra scrierea și citirea de fișiere care conțin aproape 270 000 biți, suficient pentru a codifica imagini de rezoluție înaltă, cum ar fi un tigru sau un panda.

Potrivit lui Qian, costul scrierii datelor folosind această metodă este în prezent de aproximativ 0,003 dolari per bit. Deși această sumă este încă mai mare decât cea pe care companiile de sinteză a ADN-ului o percep pentru scrierea fiecărei litere noi de ADN, Qian consideră că extinderea la scară mai mare ar putea reduce semnificativ costurile prin utilizarea unui număr proporțional mai mic de reactivi.

Qian estimează că o versiune comercială a noii abordări ar putea atinge viteze de până la 2 terabytes pe zi, o creștere de 6 000x față de cele mai bune sintetizatoare comerciale de ADN din prezent. Qian și colegii săi intenționează să adauge marcheri chimici la șabloanele de ADN, alții decât grupările metil, pentru a codifica și mai multe date și a accelera și mai mult procesul.