Archiviare i dati, la nuova frontiera è nel Dna

Difficile quantificare la mole di dati che vengono archiviati nel mondo intero.

Quel che è certo è che la necessità di archiviarli continuerà ad aumentare; siamo nell’era dei big data, degli oggetti connessi e della rete 5G, ed in futuro gli edifici che ospiteranno server, cloud e supporti fisici per lo storage, avranno sempre più bisogno di spazio e di energia. «Non è un caso che i colossi del tech come Intel, Apple, Ibm stiano investendo miliardi di dollari in ricerca sull’archiviazione dei dati digitali tramite sequenze di Dna», spiega Denis Garoli, ricercatore dell’IIT di Genova e coordinatore, insieme a Roman Krahne del progetto Dna-Fairylights, finanzato dall’UE con 3 milioni di euro.

I COSTI

La tecnica innovativa che sta studiando questa squadra di pionieri, coniuga sintesi e sequenziamento del Dna - presente in ogni cellula di organismo vivente sulla Terra, uomo, animali e piante - con la lettura/scrittura dei dati utilizzando le proprietà ottiche dei nano-materiali. «Invece di salvare i dati su dispositivi solidi, pensiamo di memorizzare informazioni usando materiale biologico, molecole o proteine, che occupano uno spazio minimo e hanno un consumo energetico molto basso. Ma il problema fondamentale, ora, è nel costo di questa tecnologia; infatti se per salvare un film su un hard disk il costo è di pochi centesimi di euro, se fosse su una molecola di Dna arriverebbe a costare centinaia di migliaia di dollari», spiega Garoli. Il Dna di ogni organismo contiene le informazioni genetiche univoche, cioè legate allo specifico essere vivente, sono leggibili, ma difficilmente modificabili, mentre Dna-Fairylights intende cambiare paradigma: «creare una molecola in laboratorio con una sequenza di Dna in codice binario, è possibile ma ha un costo elevato. Invece noi intendiamo estrarre il Dna dalle piante o da altri esseri viventi, ad un costo molto basso ed in quantità illimitata, per creare delle sequenze che vengono integrate da nano-luci colorate, che permettono la memorizzazione dei dati più velocemente ed in modo più efficiente», aggiunge il ricercatore dell’IIT. Nel Dna le informazioni che definiscono la struttura e la funzione del nostro organismo sono codificate in sequenze uniche di quattro basi (A, T, C, G), mentre i dati digitali sono archiviati sotto forma di bit come una serie di uno e zero, il codice binario. Ecco la tecnologia di Dna-Fairylight sarà una sintesi tra i due mondi, quello digitale e quello biologico, disponendo nanoparticelle metalliche in 3D sul filamento della molecola di Dna al fine di controllare il contenuto dell’informazione. «È una tecnologia agli albori, per cui siamo ancora lontani dall’obiettivo, ma in futuro consentirà di salvare su un grammo di molecola, delle dimensioni di circa un millimetro, il contenuto di un archivio digitale che oggi occupa una stanza intera», precisa Garoli, risolvendo il problema dello spazio per l’archiviazione. Lo step successivo riguarda la lettura dei dati, che è possibile, ma è ancora una procedura molto lenta, costosa ed instabile. «Credo che nell’arco di 20 anni, superando sfide notevoli, sarà una tecnologia di uso quotidiano per le grandi multinazionali, dalle dimensioni di una pennetta Usb, in grado di archiviare l’intera produzione mondiale di dati di un giorno, altrimenti si rischia che nei prossimi decenni non sapremo più dove archiviare i dati, con un consumo energetico enorme per mantenere interi palazzi climatizzati per raffreddare i server». Per semplificare, l’approccio di Dna-Fairylights è simile alla decorazione di un albero di Natale, le cui palline colorate, proprio come le nano-luci, si possono attaccare e staccare, modificando non la struttura di base, l’albero (cioè il filamento di Dna) ma solo le informazioni, come se in un file si potessero modificare le parole di un testo, o forma e colore di un’immagine. «Il nostro progetto durerà 3 anni, ma stiamo partendo da zero. Stiamo mettendo le basi per un percorso successivo di sviluppo industriale anche a livello europeo, visto che in Europa siamo l’unico team al lavoro in questo settore». © RIPRODUZIONE RISERVATA