Usando una novedosa técnica de almacenamiento de datos moleculares, investigadores de la Universidad de Texas en Austin han codificado una cita de la novela clásica Mansfield Park de Jane Austen en una serie de oligómeros, que un tercero podría leer sin conocimiento previo de las estructuras que codificaban el pasaje. Los resultados, publicado el 21 de abril en la revista Informes celulares Ciencias físicas , ilustran un método para codificar datos que permite una mayor densidad de información que los enfoques basados ​​en ADN y que se basa en plásticos similares al uretano (materias primas químicas altamente accesibles y estructuralmente modificables) en lugar de ácidos nucleicos.

"Este trabajo es otro paso hacia el objetivo a largo plazo de utilizar polímeros sintéticos de secuencia definida para el almacenamiento de información, "dice Eric Anslyn, profesor de química en la Universidad de Texas en Austin y autor del estudio. "Establece el escenario y, con suerte, inspira más trabajo hacia el uso práctico de moléculas para almacenar información de manera útil".

A medida que la sociedad produce enormes cantidades de datos, los científicos están continuamente buscando densos, durable, y formas rentables de almacenar información. Los enfoques moleculares ofrecen una solución particularmente atractiva porque pueden retener información a densidades mucho más altas que las tecnologías líderes basadas en silicio.

"En teoria, cualquier tipo de información se puede codificar en polímeros, "dice Anslyn." En términos prácticos, hemos visto libros y dibujos, entre muchas otras cosas, almacenado en moléculas ".

Sin embargo, a pesar de su enorme potencial de almacenamiento de información, polímeros como los plásticos no han sido suficientemente económicos, eficiente, y enfoques reproducibles a gran escala para "escribir" y "leer" información.

Para superar estos desafíos, Samuel Dahlhauser, investigador de la Universidad de Texas, y sus colegas codificaron un pasaje seleccionado de Mansfield Park en una serie de oligouretanos utilizando una nueva técnica. El pasaje dice:"Si un plan de felicidad falla, la naturaleza humana se vuelve hacia otra; si el primer cálculo es incorrecto, hacemos un segundo mejor:encontramos consuelo en alguna parte ".

"Este pasaje en particular fue elegido porque sentimos que era edificante en estos tiempos difíciles, y se entiende fácilmente sin el contexto del libro, "dice Dahlhauser.

Primero, los investigadores comprimieron el texto en una cadena de bits (una secuencia de dígitos binarios) mediante el uso de un algoritmo antes de convertirlo en el sistema numérico hexadecimal, que consta de 16 símbolos y permite a las computadoras organizar grandes cadenas de dígitos binarios. La cadena hexadecimal de 158 caracteres se sintetizó a continuación en 18 oligouretanos, cada 10 monómeros de largo. Para decodificar la información recién codificada, los investigadores trabajaron al revés. Secuenciaron los oligómeros mediante el uso de autoinmolación, en el que los compuestos se fragmentaron espontáneamente en monómeros a través de una cascada de reacciones, e introdujo los datos de secuenciación en el software del decodificador, que asignó las moléculas a sus correspondientes caracteres hexadecimales. Por último, el equipo logró reproducir el pasaje completamente intacto con total precisión.

Para verificar aún más la técnica, los investigadores le pidieron a un colega que no estaba afiliado al proyecto que "leyera" el material codificado siguiendo un conjunto de instrucciones. El participante descifró correctamente todos los caracteres menos dos en su primer intento y, cuando se le da un conjunto de instrucciones ligeramente modificado, descifró correctamente todos los monómeros en su segundo intento.

"Nuestro trabajo futuro abordará las tasas de error en la lectura y escritura, así como las limitaciones de los oligouretanos como medio para el almacenamiento de información, "dice Anslyn." Del mismo modo, esperamos utilizar las técnicas de caracterización rápida presentadas aquí para explorar sus aplicaciones en el autoensamblaje, química combinatoria, y catálisis ".