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Nuevas mejoras para el sistema de almacenamiento en ADN

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Investigación

La investigación sobre el almacenamiento basado en ADN se enfrenta a problemas como el de evitar la hibridación de las hebras de código genético, manteniendo su separación para garantizar la integridad de los datos. Para lograrlo se emplean diferentes técnicas de restricción al diseñar el código, que son complejas de aplicar, pero un grupo de investigadores ha propuesto un algoritmo que permite mejorar el proceso.

Actualmente se están investigando varias tecnologías de almacenamiento capaces de guardar datos a nivel molecular, principalmente basadas en compuestos químicos sencillos y en el código de ADN. La primera recurre a moléculas sencillas, con un código basado en un elevado número de compuestos posibles, y la segunda se basa en el código genético compuesto por combinaciones de cuatro nucleótidos (adenina, timina, citosina y guanina). Esto significa que para codificar información mediante ADN se deben crear largas cadenas de moléculas, combinando grupos de parejas de estos nucleótidos (pares de bases) para albergar la información.

Pero en el punto de desarrollo en que se encuentran las investigaciones sobre esta tecnología de almacenamiento los científicos están encontrando diferentes problemas. Uno de ellos es que las cadenas sintetizadas pueden sufrir una hibridación no deseada, modificando su contenido. Para ello se emplea un determinado código de ADN, en el que se aplica una serie de restricciones que tratan de minimizar este problema. Estas son las restricciones de distancia de Hamming y las restricciones de contenido de código genético, entre otras, que contribuyen a evitar la hibridación pero que no terminan con ella.

Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Dalian, en China, ha propuesto un algoritmo para crear el código genético empleado en el almacenamiento, denominado K-means Multi-Verse Optimizer (KMVO), que mejoraría las técnicas actuales. Se trata de una evolución del actual algoritmo Multi-Verse Optimizer (MVO), al que han aplicado la técnica de agrupamiento K-means, satisfaciendo mejor las restricciones necesarias para evitar la hibridación del código de ADN.

Para diseñar esta suerte de software de codificación biológico sus creadores han combinado las técnicas anteriores con las teorías físicas más modernas, entre las que ellos han destacado la teoría del multiverso y los conocimientos más modernos sobre agujeros de gusano y clústeres planetarios. El resultado parece ser un algoritmo altamente aleatorio que mejoraría sustancialmente los resultados obtenidos con los algoritmos que emplean los investigadores actualmente, que son MVO, GA o PSO. Y no solo reduce mucho más la tasa de hibridación, sino que permite crear cadenas de ADN mucho más largas, con más información.