Künstliche DNA wird zum Datenspeicher

Ein neues Speichermedium ist in der Lage, sämtliches Film- und TV-Material auf der Größe einer Kaffeetasse zu speichern. Aufgrund ihrer hohen Dichte ist DNA eine nahezu unverwüstliche Speicherquelle, die nicht mal eine Stromquelle benötigt.

DNA kann als Speichermedium verwendet werden. Weil sie unter günstigen Bedingungen älter werden kann als 10.000 Jahre, ist DNA für die langfristige Archivierung großer Datensätze vielversprechend. Zudem kann die Wiedergabe der gespeicherten Daten fehlerfrei von statten gehen. Man braucht nur ein Gerät, das den Code der DNA lesen kann. Wissenschaftlern des European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) ist es nun gelungen, einen Schlüssel zu entwickeln, mit dessen Hilfe jegliche Informationen in die DNA eingeschrieben werden können.

Diese revolutionäre Art der Datenspeicherung ist in der Lage, eine Datenmenge von etwa 700 Terabyte auf einem Gramm DNA zu speichern. Sie ist also sehr klein, braucht keine Energiequelle und ist extrem lange haltbar. Die Doppelhelix aus Aminosäuren besteht beim Menschen aus 23 Chromosomen-Paaren und etwa drei Milliarden Nukleotiden, die am Anfang in ihre Einzelteile zerlegt werden müssen.

Die Methode der Speicherung klingt einfach: alle digitalen Daten liegen im binären Code vor, der aus Nullen und Einsen besteht. Dieser muss zunächst in den Base-3-Code umgewandelt werden, der aus Nullen, Einsen und Zweien besteht. Dieser Code ist wiederum Grundlage für die Transkribierung der Dateien in den DNA-Code aus Adenosin, Cytosin, Guanin, und Thymin – die vier Grundbausteinen der DNA.

Die auf diese Weise künstlich hergestellte DNA hat noch nichts mit der Entstehung von Menschen oder Tieren zu tun. Die sequenzierten DNA-Daten werden lediglich mittels eines chemischen Verfahrens in Moleküle umgewandelt und somit stabilisiert. Diese Datenstrings werden mit einer Adresse versehen, ähnlich wie beim Internet, um sie eindeutig zu identifizieren.

Bei einer ersten Probespeicherung wurden Shakespeares Sonette, die ‚I have a Dream‘-Rede von Martin Luther King, einige Bild- und Textdateien sowie eine Anleitung über Speichertechniken in das DNA-Format übertragen. Anschließend wurden die DNA-Daten von den USA nach Großbritannien geschickt und wieder entschlüsselt. Mit Erfolg: die Fehlerquote lag bei null. Das Speichermedium selbst war in diesem Fall nicht größer als ein Staubkorn.

Einer industriellen Nutzung dieser Speichermethode stehen nur noch die hohen Kosten im Weg. Außerdem dauert es noch sehr lange, bis große Datensätze verschlüsselt sind. Allerdings ist die geringe Fehlerquote attraktiv: erst wenn die Entschlüsselung bei vier Datenpaketen hintereinander fehlschlagen würde, wäre die Datei unbrauchbar. Das kommt nur sehr selten vor.

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  1. Milchen Alexander sagt:

    wan gibts den DNA speicher auf dem Markt zu kaufen?