Un grupo de investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha creado un nuevo tipo de polímero vítreo, parecido al ámbar, que permite almacenar ADN a largo plazo. Este material es capaz de conservar tanto genomas humanos completos como archivos digitales, como fotografías, a temperatura ambiente. Esto representa una ventaja significativa en comparación con los métodos actuales, que requieren temperaturas de congelación y, por tanto, un alto consumo de energía, lo cual limita su uso en muchas regiones del mundo.
“La congelación del ADN es la principal forma de preservarlo, pero es muy costosa y no es escalable”, afirma James Banal, ex investigador posdoctoral del MIT. “Creo que nuestro nuevo método de conservación será una tecnología que puede impulsar el futuro del almacenamiento de información digital en ADN”.
“La congelación del ADN es la principal forma de preservarlo, pero es muy costosa y no es escalable”
Este polímero protege las moléculas de ADN contra daños ocasionados por el calor o el agua. Los investigadores han demostrado que es posible no solo almacenar secuencias de ADN en este material, sino también extraerlas posteriormente sin dañarlas. Esta característica es fundamental, ya que el ADN es una molécula extremadamente estable, ideal para almacenar grandes volúmenes de información, incluidos datos digitales, en un espacio muy reducido.
El ADN, que utiliza cuatro nucleótidos (A, T, G y C) como su código genético, puede emplearse para codificar información digital de manera similar a cómo se almacenan datos en formato binario (0 y 1). “Por ejemplo, G y C se pueden utilizar para representar el 0, mientras que A y T representan el 1”, explica el estudio. Este método de almacenamiento tiene una densidad extremadamente alta; en teoría, todo el conocimiento del mundo podría guardarse en una pequeña cantidad de ADN.
En 2021, el investigador Banal y su mentor Mark Bathe, del MIT, habían desarrollado un sistema de almacenamiento de ADN en partículas de sílice, que podían ser etiquetadas para identificar su contenido. Sin embargo, este proceso conllevaba más trabajo, porque para incrustar el ADN en las partículas de sílice se necesitaban varios días, y su extracción requería ácido fluorhídrico, una sustancia peligrosa.
Para superar estas limitaciones, Banal colaboró con el investigador Johnson y su equipo para crear un polímero termoendurecible degradable. Este tipo de material se solidifica al calentarse, y sus enlaces se pueden romper de forma controlada, lo que facilita su degradación y la posterior liberación del ADN almacenado.
El polímero creado, un poliestireno reticulado, es altamente hidrófobo, lo que lo hace ideal para proteger el ADN de la humedad
El polímero creado, un poliestireno reticulado, es altamente hidrófobo, lo que lo hace ideal para proteger el ADN de la humedad. Para integrar el ADN en este material, los científicos utilizaron una combinación de monómeros que permiten al ADN interactuar con el estireno, formando complejos esféricos que, al calentarse, se convierten en un sólido vítreo. Este método, llamado T-REX, permite una incorporación rápida del ADN, y su posterior liberación se logra utilizando cisteamina y un detergente, sin dañar las secuencias genéticas.
CAPAZ DE ALMACENAR UN GENOMA COMPLETO
Utilizando estos polímeros, los investigadores demostraron su capacidad para encapsular ADN de distintas longitudes, desde unas pocas decenas de nucleótidos hasta un genoma humano completo (que supera los 50.000 pares de bases). Después de almacenar y extraer el ADN, los investigadores lo secuenciaron y comprobaron que no se habían producido errores, esencial para cualquier sistema de almacenamiento de datos digitales.
También demostraron que el polímero termoendurecible puede proteger el ADN a temperaturas de hasta 75 grados Celsius (167 grados Fahrenheit). Actualmente, están trabajando en optimizar la fabricación de estos polímeros y en diseñarlos en forma de cápsulas para su almacenamiento a largo plazo. Cache DNA, una empresa fundada por Banal y Bathe, con Johnson en el consejo asesor científico, está desarrollando esta tecnología para aplicaciones como el almacenamiento de genomas en medicina personalizada y la posibilidad de realizar análisis más avanzados en el futuro.