Científicos de ETH Zurich han producido un gran número aleatorio, cuya generación resulta impredecible, usando síntesis de ADN. Es la primera vez se consigue por medios bioquímicos.

Se requieren números aleatorios verdaderos en campos tan diversos como máquinas tragaperras y cifrado de datos. Estos números deben ser verdaderamente aleatorios, de modo que ni siquiera personas con un conocimiento detallado del método utilizado para generarlos puedan predecirlos.

Por regla general, se generan mediante métodos físicos. Por ejemplo, gracias a los más pequeños movimientos de electrones de alta frecuencia, la resistencia eléctrica de un cable no es constante, sino que fluctúa ligeramente de forma impredecible. Eso significa que las mediciones de este ruido de fondo se pueden utilizar para generar verdaderos números aleatorios.

Ahora, por primera vez, un equipo de investigación dirigido por Robert Grass, profesor del Instituto de Química y Bioingeniería, ha descrito un método no físico para generar tales números: uno que usa señales bioquímicas y realmente funciona en la práctica. En el pasado, las ideas propuestas por otros científicos para generar números aleatorios por medios químicos tendían a ser en gran parte teóricas.

Para este nuevo enfoque, los investigadores de ETH aplican la síntesis de moléculas de ADN, un método de investigación química establecido que se emplea con frecuencia durante muchos años. Se utiliza tradicionalmente para producir una secuencia de ADN definida con precisión.

En este caso, sin embargo, el equipo de investigación construyó moléculas de ADN con 64 posiciones de bloques de construcción, en las que una de las cuatro bases de ADN A, C, G y T se ubicaron al azar en cada posición. Los científicos lograron esto usando una mezcla de los cuatro componentes básicos, en lugar de solo uno, en cada paso de la síntesis.

Como resultado, una síntesis relativamente simple produjo una combinación de aproximadamente tres cuatrillones de moléculas individuales. Posteriormente, los científicos utilizaron un método eficaz para determinar la secuencia de ADN de cinco millones de estas moléculas. Esto resultó en 12 megabytes de datos, que los investigadores almacenaron como ceros y unos en una computadora.

Sin embargo, un análisis mostró que la distribución de los cuatro bloques de construcción A, C, G y T no era completamente uniforme. O las complejidades de la naturaleza o el método de síntesis desplegado llevaron a que las bases G y T se integraran con más frecuencia en las moléculas que A y C. No obstante, los científicos pudieron corregir este sesgo con un algoritmo simple, generando así números aleatorios perfectos.

El objetivo principal del profesor Grass de ETH y su equipo era mostrar que las ocurrencias aleatorias en la reacción química se pueden aprovechar para generar números aleatorios perfectos. Traducir el hallazgo en una aplicación directa no fue una preocupación principal al principio.

“Sin embargo, en comparación con otros métodos, el nuestro tiene la ventaja de poder generar grandes cantidades de aleatoriedad que se pueden almacenar en un espacio extremadamente pequeño, un solo tubo de ensayo”, dice Grass en un comunicado. “Podemos leer la información y reinterpretarla en forma digital en una fecha posterior. Esto es imposible con los métodos anteriores “.

Fuente: EP