Speichern unter: DNA-Festplatte
Eigentlich naheliegend: Die DNA hat sich seit Milliarden Jahren als Speichermedium bewährt. Warum sollte man also nicht mal ganz andere Informationen in dem Erbmolekül speichern? Derer gäbe es schließlich genug.
Laut Theorie wäre die DNA auch bestens geeignet. Sage und schreibe 455 Exabytes ließen sich im Prinzip in einem Gramm DNA unterbringen - das ist (sehr) weit jenseits dessen, wozu herkömmliche Festplatten imstande sind. Freilich liegen zwischen Theorie und Praxis einige Hürden. Lebende Zellen können sterben und sie mutieren, wenn sie sich teilen. Insofern ist die DNA im Zellkern nur ein bedingt verlässliches Medium.
Wenig Fehler aber hohe Kosten
Die Studie
"Next-Generation Digital Information Storage in DNA", Science (doi: 10.1126/science.1226355).
Um diese Probleme in den Griff zu bekommen, haben nun Forscher um George Church ein DNA-Speichersystem entwickelt, das komplett auf lebende Zellen verzichtet. Die Information liegt in kurzen Molekülsequenzen auf einem Glas-Chip, die Nullen und Einsen der Digitalsprache entsprechen den "Buchstaben" der DNA: Die Nukleotidbasen Adenin und Thymin stehen für 0, Guanin und Cytosin für 1. Theoretisch ließen sich auch doppelt so viele Bits in dem Molekül unterbringen, doch das hätte die Sache nur unnötig verkompliziert.
Dass man auf diese Weise erfolgreich Informationen aufbewahren kann, zeigen Church und Co. nun im Fachblatt "Science". Der Synthetische Biologe von der Harvard Medical School hat mit seinen Kollegen den DNA-Sequenzen ein ganzes Genetik-Lehrbuch eingeschrieben - inklusive 11 digitalen Bildern und einem Java-Programm. Das freut einerseits den (Medien-)Theoretiker ("The medium is the message"), andererseits auch den Praktiker: Die Fehlerquote der Church'schen Methode kann sich nämlich durchaus sehen lassen. Sie liegt bei zwei Fehlern pro Million Bits - das ist in etwa jene Rate, die auch bei DVDs auftritt und somit deutlich besser als jene handelsüblicher Festplatten.
Schlecht schneidet das System bislang bei den Kosten ab. Für kommerzielle Anwendungen ist es derzeit noch viel zu aufwändig respektive teuer. Daniel Gibson vom Craig Venter Institute in Maryland sieht gegenüber "Science" kein grundsätzliches Problem: "Die Technologie wird bald billiger, schneller und kleiner sein." Was die Speicherdichte angeht, dürfte die DNA nicht zu verbessern sein. Hier hat schon die Evolution Optimierungsarbeit geleistet.
Robert Czepel, science.ORF.at
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