How we can store digital data in DNA | Dina Zielinski

Traductor: Sonia Escudero Sánchez Revisor: Florencia Bracamonte

I could fit all movies ever made inside of this tube.

Pude colocar todas las películas que existen dentro de este tubo.

If you can't see it, that's kind of the point.

Si no pueden verlas, esa es la idea.

(Laughter)

Antes de comprender cómo es esto posible,

Before we understand how this is possible,

it's important to understand the value of this feat.

es importante entender el valor de esta hazaña.

All of our thoughts and actions these days,

Todos nuestros pensamientos y acciones actuales en fotos, videos,

through photos and videos --

even our fitness activities --

incluso nuestras actividades físicas

are stored as digital data.

son almacenadas como datos digitales.

Aside from running out of space

Salvo cuando nos quedamos sin espacio en nuestros teléfonos,

on our phones,

we rarely think about our digital footprint.

casi no pensamos en nuestra huella digital.

But humanity has collectively generated more data

Pero la humanidad ha generado de forma colectiva más datos en los últimos años

in the last few years

than all of preceding human history.

que en toda la historia humana precedente.

Big data has become a big problem.

Los macrodatos se han convertido en un gran problema.

Digital storage is really expensive,

El almacenamiento digital es muy caro,

and none of these devices that we have really stand the test of time.

y ninguno de los dispositivos creados ha superado aún la prueba del tiempo.

There's this nonprofit website called the Internet Archive.

Hay una página web sin fines de lucro llamada "Internet Archive".

In addition to free books and movies,

Además de acceder a libros y películas gratuitas,

you can access web pages as far back as 1996.

pueden también ver páginas web de hasta 1996.

Now, this is very tempting,

Esto es muy tentador,

but I decided to go back and look at the TED website's very humble beginnings.

pero decidí buscar los humildes comienzos del sitio web de TED.

As you can see, it's changed quite a bit in the last 30 years.

Como pueden ver, ha cambiado un poco en los últimos 30 años.

So this led me to the first-ever TED,

Esto me llevó a la primera charla TED,

back in 1984,

en 1984,

and it just so happened to be a Sony executive

una charla de un ejecutivo de Sony

explaining how a compact disk works.

que explicaba cómo funciona un disco compacto.

(Laughter)

(Risas)

Now, it's really incredible to be able to go back in time

Es realmente increíble poder retroceder en el tiempo

and access this moment.

y acceder a este momento.

It's also really fascinating that after 30 years, after that first TED,

También es fascinante que después de 30 años, después del primer video TED,

we're still talking about digital storage.

aún hablemos sobre almacenamiento digital.

Now, if we look back another 30 years,

Retrocedamos otros 30 años,

IBM released the first-ever hard drive

a cuando IBM lanzó su primer disco duro en 1956.

back in 1956.

Here it is being loaded for shipping in front of a small audience.

Aquí ven cómo lo cargan a un barco y hay una pequeña audiencia observando.

It held the equivalent of one MP3 song

Contenía el equivalente a una canción MP3

and weighed over one ton.

y pesaba más de una tonelada.

At 10,000 dollars a megabyte,

A USD 10 000 el megabyte,

I don't think anyone in this room would be interested in buying this thing,

no creo que a nadie aquí le interese comprar esta cosa,

excepto como un objeto de colección.

except maybe as a collector's item.

But it's the best we could do at the time.

Pero era lo mejor que podíamos hacer en esa época.

We've come such a long way in data storage.

Hemos avanzado tanto en el almacenamiento de datos.

Devices have evolved dramatically.

Los dispositivos han evolucionado dramáticamente.

But all media eventually wear out or become obsolete.

Pero todos ellos eventualmente se agotan o se vuelven obsoletos.

If someone handed you a floppy drive today to back up your presentation,

Si alguien les entregara hoy un disquete para respaldar su presentación,

you'd probably look at them kind of strange, maybe laugh,

probablemente lo mirarían de forma extraña, quizá se reirían,

but you'd have no way to use the damn thing.

pero no tendrían la menor idea de cómo usarlo.

These devices can no longer meet our storage needs,

Estos dispositivos ya no satisfacen nuestras necesidades de almacenamiento,

although some of them can be repurposed.

aunque algunos de ellos pueden usarse de otras formas.

All technology eventually dies or is lost,

Toda tecnología a la larga muere o se pierde,

along with our data,

junto con nuestros datos, todos nuestros recuerdos.

all of our memories.

There's this illusion that the storage problem has been solved,

Es una ilusión pensar que el problema de almacenamiento está resuelto,

but really, we all just externalize it.

en realidad simplemente lo externalizamos.

We don't worry about storing our emails and our photos.

No nos preocupamos de almacenar nuestros correos y nuestras fotos.

They're just in the cloud.

Simplemente los dejamos en la nube.

But behind the scenes, storage is problematic.

Pero detrás de escena, el almacenamiento es problemático.

After all, the cloud is just a lot of hard drives.

Después de todo, la nube es solo un montón de discos duros.

Now, most digital data, we could argue, is not really critical.

La mayor parte de los datos digitales, podría discutirse, no son esenciales.

Surely, we could just delete it.

Sin duda podríamos simplemente borrarlos.

But how can we really know what's important today?

Pero ¿cómo saber qué es realmente importante hoy en día?

We've learned so much about human history

Hemos aprendido mucho sobre la historia de la humanidad

from drawings and writings in caves,

de dibujos y escrituras en cuevas; de tablas de piedra.

from stone tablets.

We've deciphered languages from the Rosetta Stone.

Hemos descifrado lenguajes de la piedra de Rosetta.

You know, we'll never really have the whole story, though.

Sin embargo, nunca tendremos la historia completa.

Our data is our story,

Nuestros datos son nuestra historia,

even more so today.

especialmente hoy.

We won't have our record recorded on stone tablets.

No tendremos nuestro registro grabado en tablas de piedra.

But we don't have to choose what is important now.

Pero no tenemos que elegir lo que es importante ahora.

There's a way to store it all.

Hay una forma de almacenarlo todo.

It turns out that there's a solution that's been around

Resulta que hay una solución que ha existido

for a few billion years,

durante miles de millones de años,

and it's actually in this tube.

y ahora está en este tubo.

DNA is nature's oldest storage device.

El ADN es el dispositivo de almacenamiento más antiguo de la naturaleza.

After all, it contains all the information necessary

Después de todo, contiene toda la información necesaria

to build and maintain a human being.

para construir y mantener a un ser humano.

But what makes DNA so great?

Pero ¿qué hace que el ADN sea tan genial?

Well, let's take our own genome

Pues bien, tomemos como ejemplo nuestro propio genoma.

as an example.

If we were to print out all three billion A's, T's, C's and G's

Si tuviéramos que imprimir los tres mil millones de A, T y G

on a standard font, standard format,

en una fuente estándar, en un formato estándar,

and then we were to stack all of those papers,

y luego apiláramos todos esos papeles,

it would be about 130 meters high,

la pila tendría unos 130 metros de altura,

somewhere between the Statue of Liberty and the Washington Monument.

una altura entre la Estatua de la Libertad y el Monumento a Washington.

Now, if we converted all those A's, T's, C's and G's

Si convertimos todas esas A, T y G a datos digitales, a ceros y unos,

to digital data, to zeroes and ones,

it would total a few gigs.

el espacio sería menor.

And that's in each cell of our body.

Y eso es en cada célula de nuestro cuerpo.

We have more than 30 trillion cells.

Tenemos más de 30 billones de células.

You get the idea:

Entienden la idea:

DNA can store a ton of information in a minuscule space.

el ADN puede almacenar una tonelada de información en un espacio minúsculo.

DNA is also very durable,

El ADN también es muy duradero,

and it doesn't even require electricity to store it.

y ni siquiera requiere electricidad para su almacenamiento.

We know this because scientists have recovered DNA from ancient humans

Sabemos esto porque los científicos han recuperado ADN de humanos ancestrales

that lived hundreds of thousands of years ago.

que vivieron hace cientos de miles de años.

One of those is Ötzi the Iceman.

Uno de ellos fue Ötzi, el Hombre de Hielo.

Turns out, he's Austrian.

Resulta que es austríaco.

(Laughter)

(Risas)

He was found high, well-preserved,

Se lo encontró en lo alto de las montañas entre Italia y Austria, bien preservado.

in the mountains between Italy and Austria,

and it turns out that he has living genetic relatives here in Austria today.

Y resulta que tiene parientes genéticos vivos en Austria hoy en día.

So one of you could be a cousin of Ötzi.

Uno de Uds. puede ser primo de Ötzi.

(Laughter)

(Risas)

The point is that we have a better chance of recovering information

Lo importante es que tenemos más oportunidades de recuperar información

from an ancient human

de un humano ancestral que de un teléfono antiguo.

than we do from an old phone.

It's also much less likely that we'll lose the ability to read DNA

También es mucho menos probable que perdamos la habilidad de leer ADN,

than any single man-made device.

que la de leer los dispositivos inventados por el hombre.

Every single new storage format requires a new way to read it.

Cada formato nuevo de almacenamiento requiere una nueva forma de lectura.

We'll always be able to read DNA.

Siempre seremos capaces de leer el ADN.

If we can no longer sequence, we have bigger problems

Si ya no podemos secuenciarlo,

tendremos mayores problemas que el almacenamiento de datos.

than worrying about data storage.

Storing data on DNA is not new.

Almacenar datos en el ADN no es algo nuevo.

Nature's been doing it for several billion years.

La naturaleza lo ha hecho durante miles de millones de años.

In fact, every living thing is a DNA storage device.

De hecho, cada ser vivo es un dispositivo de almacenamiento de ADN.

But how do we store data on DNA?

Pero ¿cómo almacenamos datos en el ADN?

This is Photo 51.

Esta es la fotografía 51.

It's the first-ever photo of DNA,

Es la primera foto que se tomó del ADN, hace cerca de 60 años.

taken about 60 years ago.

This is around the time that that same hard drive was released by IBM.

Se trata más o menos de la misma época en que IBM lanzó aquel disco duro.

So really, our understanding of digital storage and of DNA have coevolved.

Nuestra comprensión del almacenamiento digital y del ADN han coevolucionado.

We first learned to sequence, or read DNA,

Primero aprendimos a secuenciar o leer el ADN

and very soon after, how to write it,

y, muy poco después, cómo escribirlo o sintetizarlo.

or synthesize it.

This is much like how we learn a new language.

Es muy parecido a cómo aprendemos un nuevo idioma.

And now we have the ability to read, write and copy DNA.

Y ahora tenemos la habilidad de leer, escribir y copiar el ADN;

We do it in the lab all the time.

lo hacemos en el laboratorio todo el tiempo.

So anything, really anything, that can be stored as zeroes and ones

Absolutamente cualquier cosa que pueda almacenarse como ceros y unos

can be stored in DNA.

puede ser almacenada en el ADN.

To store something digitally, like this photo,

Para almacenar algo digitalmente, como esta fotografía,

we convert it to bits, or binary digits.

la convertimos en bits, o dígitos binarios.

Each pixel in a black-and-white photo is simply a zero or a one.

Cada píxel en una foto en blanco y negro es solo un cero o un uno.

And we can write DNA much like an inkjet printer can print letters on a page.

Y podemos escribir ADN como una impresora puede imprimir letras en una página.

We just have to convert our data, all of those zeroes and ones,

Solo tenemos que convertir nuestros datos, todos esos ceros y unos,

to A's, T's, C's and G's,

en A, T, C y G,

and then we send this to a synthesis company.

y luego lo enviamos a una empresa que lo sintetice.

So we write it, we can store it,

Los escribimos, podemos almacenarlos,

and when we want to recover our data, we just sequence it.

y cuando queremos recuperar nuestros datos solo los secuenciamos.

Now, the fun part of all of this is deciding what files to include.

Lo divertido de todo esto es decidir qué archivos incluir.

We're serious scientists, so we had to include a manuscript

Somos científicos serios,

así que incluimos un manuscrito decente para la posteridad.

for good posterity.

We also included a $50 Amazon gift card --

También incluimos una tarjeta de regalo de Amazon de 50 dólares.

don't get too excited, it's already been spent, someone decoded it --

No se emocionen, ya se gastó, alguien la decodificó.

as well as an operating system,

Agregamos además un sistema operativo, una de las primeras películas inventadas

one of the first movies ever made

and a Pioneer plaque.

y una placa de la Pioneer.

Some of you might have seen this.

Algunos de Uds. quizá la conozcan,

It has a depiction of a typical -- apparently -- male and female,

es una representación de un hombre y una mujer aparentemente típicos,

and our approximate location in the Solar System,

y nuestra ubicación aproximada en el sistema solar,

in case the Pioneer spacecraft ever encounters extraterrestrials.

en caso de que la nave espacial Pioneer se encuentre con extraterrestres.

So once we decided what sort of files we want to encode,

Una vez que decidimos qué tipo de archivos queremos codificar,

we package up the data,

empaquetamos los datos, convertimos estos ceros y unos en A, T, C y G

convert those zeroes and ones to A's, T's, C's and G's,

and then we just send this file off to a synthesis company.

y luego enviamos este archivo a una empresa para que lo sintetizara.

And this is what we got back.

Y esto es lo que obtuvimos.

Our files were in this tube.

Nuestros archivos estaban en este tubo.

All we had to do was sequence it.

Todo lo que teníamos que hacer era secuenciarlo.

This all sounds pretty straightforward,

Esto suena bastante sencillo,

but the difference between a really cool, fun idea

pero la diferencia entre una idea verdaderamente genial y divertida

and something we can actually use

y algo que en realidad podamos usar

is overcoming these practical challenges.

es superar estos desafíos prácticos.

Now, while DNA is more robust than any man-made device,

Aunque el ADN es más robusto que cualquier dispositivo hecho por el hombre,

it's not perfect.

no es perfecto.

It does have some weaknesses.

Tiene algunas debilidades.

We recover our message by sequencing the DNA,

Recuperamos nuestro mensaje secuenciando el ADN,

and every time data is retrieved,

y cada vez que los datos se recuperan, perdemos el ADN.

we lose the DNA.

That's just part of the sequencing process.

Es parte del proceso de secuenciación.

We don't want to run out of data,

No queremos quedarnos sin datos,

but luckily, there's a way to copy the DNA

pero por suerte existe una forma de copiar el ADN

that's even cheaper and easier than synthesizing it.

que es incluso más barata y sencilla que sintetizarlo.

We actually tested a way to make 200 trillion copies of our files,

Probamos una forma de hacer 200 billones de copias

de nuestros archivos, y recuperamos todos nuestros datos sin ningún error.

and we recovered all the data without error.

So sequencing also introduces errors into our DNA,

La secuenciación también introduce errores en nuestro ADN,

into the A's, T's, C's and G's.

dentro de las A, las T, las C y las G.

Nature has a way to deal with this in our cells.

La naturaleza resuelve esto en nuestras células.

But our data is stored in synthetic DNA in a tube,

Pero nuestros datos son almacenados en ADN sintético dentro de un tubo,

por lo que tuvimos que encontrar nuestra forma de solucionar este problema.

so we had to find our own way to overcome this problem.

We decided to use an algorithm that was used to stream videos.

Decidimos usar un algoritmo que se usa para reproducir videos.

When you're streaming a video,

Al reproducir un video,

you're essentially trying to recover the original video, the original file.

esencialmente lo que se hace es recuperar el video original, el archivo original.

When we're trying to recover our original files,

Cuando tratamos de recuperar nuestros archivos originales,

we're simply sequencing.

simplemente secuenciamos.

But really, both of these processes are about recovering enough zeroes and ones

Pero en realidad ambos procesos se basan en recuperar suficientes ceros y unos

to put our data back together.

para volver a juntar nuestros datos.

And so, because of our coding strategy,

Debido a nuestra estrategia de codificación

we were able to package up all of our data

pudimos empaquetar todos nuestros datos

in a way that allowed us to make millions and trillions of copies

de forma tal que nos permitiera hacer millones y billones de copias

and still always recover all of our files back.

y aun así recuperar siempre todos nuestros archivos.

This is the movie we encoded.

Esta es la película que codificamos.

It's one of the first movies ever made,

Es de las primeras películas filmadas,

and now the first to be copied more than 200 trillion times on DNA.

y ahora la primera en ser copiada más de 200 billones de veces en ADN.

Soon after our work was published,

Poco después de la publicación de nuestro trabajo,

we participated in an "Ask Me Anything" on the website reddit.

participamos en un "Ask me Anything" en la página web de reddit.

If you're a fellow nerd, you're very familiar with this website.

Si son colegas nerd, estarán muy familiarizados con esta página.

Most questions were thoughtful.

La mayoría de preguntas fueron sesudas.

Some were comical.

Algunas fueron cómicas.

For example, one user wanted to know when we would have a literal thumb drive.

Por ejemplo, un usuario quería saber cuándo tendría un dispositivo en su pulgar

Now, the thing is,

Ahora bien, la cuestión es

our DNA already stores everything needed to make us who we are.

nuestro ADN ya almacena todo lo necesario para hacernos quienes somos.

It's a lot safer to store data on DNA

Es mucho más seguro almacenar datos en ADN,

in synthetic DNA in a tube.

en ADN sintético en un tubo.

Writing and reading data from DNA is obviously a lot more time-consuming

Escribir y leer datos del ADN obviamente requiere mucho más tiempo

than just saving all your files on a hard drive --

que simplemente guardar todos los archivos en un disco duro.

for now.

Por ahora.

So initially, we should focus on long-term storage.

Inicialmente, debemos centrarnos en el almacenamiento a largo plazo.

Most data are ephemeral.

La mayoría de los datos son efímeros.

It's really hard to grasp what's important today,

Es más difícil entender qué es importante hoy en día,

or what will be important for future generations.

o qué será importante para las futuras generaciones.

But the point is, we don't have to decide today.

Pero el punto es que no tenemos que decidirlo ahora.

There's this great program by UNESCO called the "Memory of the World" program.

Hay un programa fantástico de la UNESCO llamado "Memoria del Mundo".

It's been created to preserve historical materials

Se creó para preservar materiales históricos

that are considered of value to all of humanity.

que se consideran valiosos para toda la humanidad.

Items are nominated to be added to the collection,

Los objetos son nominados para sumarse a la colección,

including that film that we encoded.

como esa película que codificamos.

While a wonderful way to preserve human heritage,

Aunque es una maravillosa forma de preservar el patrimonio humano,

it doesn't have to be a choice.

no tiene que ser una opción.

Instead of asking the current generation -- us --

En lugar de preguntar a la generación actual, a nosotros,

what might be important in the future,

qué podría ser importante en el futuro,

we could store everything in DNA.

podríamos almacenar todo en el ADN.

Storage is not just about how many bytes

El almacenamiento no se basa solo en la cantidad de bytes,

but how well we can actually store the data and recover it.

sino en cuán bien podemos almacenar los datos y recuperarlos.

There's always been this tension between how much data we can generate

Siempre ha habido esta tensión entre cuántos datos podemos generar

and how much we can recover

y cuántos podemos recuperar,

and how much we can store.

y cuántos podemos almacenar.

Every advance in writing data has required a new way to read it.

Cada avance en la escritura de datos requiere una nueva forma de leerlos.

We can no longer read old media.

Ya no podemos leer los medios antiguos.

How many of you even have a disk drive in your laptop,

¿Cuántos de Uds. tienen una lectora de discos en su portátil?

Ni hablar de una lectora de disquetes.

never mind a floppy drive?

This will never be the case with DNA.

Esto nunca sucederá con la lectura del ADN.

As long as we're around, DNA is around,

Mientras estemos aquí, el ADN está aquí,

and we'll find a way to sequence it.

y encontraremos formas de secuenciarlo.

Archiving the world around us is part of human nature.

Archivar el mundo que nos rodea es parte de la naturaleza humana.

This is the progress we've made in digital storage in 60 years,

Este es el progreso que logramos en el almacenamiento digital en 60 años,

at a time when we were only beginning to understand DNA.

en un momento en que apenas empezamos a entender el ADN.

Yet, we've made similar progress in half that time with DNA sequencers,

Logramos un progreso similar en la mitad de tiempo con los secuenciadores de ADN,

and as long as we're around, DNA will never be obsolete.

y mientras existamos nuestro ADN nunca estará obsoleto.

Thank you.

Gracias

(Applause)

(Aplausos)