Memoria bio-olografica riscrivibile

Usando il laser per incidere dati in proteine microbiche, ricercatori della University of Connecticut hanno mostrato come sarà possibile produrre memorie bio-olografiche riscrivibili. La memoria olografica immagazzina i dati in tre dimensioni invece che in due ed è in grado di rendere l'accesso ai dati centinaia di volte più veloce. I primi sistemi a memoria olografica, commercializzati di recente, non consentono però la riscittura.

Ricercatori della University of Connecticut, guidati da Jeffrey Stuart, a capo del Nanobionics Research Center all'Institute of Materials Science dell'università, hanno basato il loro sistema di storaggio olografico su proteine modificate di microorganismi che s trovano comunemente nelle paludi d'acqua salata: basta illuminare le proteine con luce blu per cancellare tutti i dati immagazzinati. Si tratta di una biotecnologia che sfrutta un adattamento evolutivo del microbo “Halobacterium salinarum”, che produce una membrana proteica sensibile alla luce quando le concentrazioni di ossigeno diminuiscono. la proteina, conosciuta come “batteriorodopsina”, aiuta l'organismo a convertire la luce del sole in energia. Dopo che ha assorbito la luce, la proteina la processa mediante una serie di stati chimici, rilascia un protone, si autoresetta e ripete il ciclo: in uno di questi stati, forma degli ologrammi (l'intero ciclo dura dai 10 ai 20 millisecondi).

I ricercatori hanno scoperto che illuminando la proteina con luce rossa quando è vicino alla fine del suo ciclo chimico possono forzarla in uno stato utile conosciuto come “stato Q” che può durare per anni. Il problema è che questo stato è difficile da produrre naturalmente. Così, alcuni biologi molecolari della University of Connecticut, guidati da Robert Birge, del dipartimento di chimica, stanno manipolando geneticamente l'Halobacterium salinarum per indurlo a produrre proteine che entrino più facilmente nello stato Q. Per poterla utilizzare come parte di un sistema olografico, la poteina viene sospesa in un gel polimerico. Un laser verde viene diviso in due e in uno dei fasci di luce vengono codificati i dati. I due fasci di luce vengono poi ricombinati insieme nel gel in modo da formare nelle proteine un pattern di interferenza che immagazzina i dati. Per leggere i dati, il sistema invia un singolo, debole, fascio di luce laser rossa attraverso il pattern di interferenza. Un fascio di luce laser blu invece cancella i dati.

Tim Harvey di Starzent, una compagnia finanziata dalla U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), che sta sviluppando un mini-drive olografico, dice: “I dispositivi di memoria olografici basati su proteine offrono il potenziale per realizzare memorie riscrivibili fino a 10 milioni di volte”. Se i ricercatori troveranno la giusta variante genetica, sarà possibile produrre grandi quantitativi di proteine modificate a basso costo. I dispositivi di memoria olografica in generale consentiranno di trasferire un file da 30 gigabtye, contenente ad esempio un film ad alta definizione, in meno di 10 secondi.

Immagine: greenlaser (un fascio di luce laser verde incide un pattern di interferenza, o ologramma, in proteine microbiche sigillate tra due piatti di vetro. Credit: Amitabh Avasthi).

Fonte: Technology Review

Istituzioni scientifiche citate nell'articolo:

University of Connecticut
http://www.uconn.edu/

U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)
http://www.darpa.mil/

http://www.ecplanet.com/blog/archive/20 ... ibile.html