Forschung

Das Erbmolekül DNA wird zum Datenspeicher

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In einigen Jahren könnte das Erbgutmolekül DNA als Datenspeicher dienen. Auf dem biologischen Medium lassen sich riesige digitale Datenmengen verpacken und auf lange Zeit sichern, berichten Forscher aus Europa und den USA im Fachblatt „Nature“.

Um dies unter Beweis zu stellen, hatten sie unter anderem Ausschnitte aus Martin Luther Kings „I have a dream“-Rede im DNA-Molekül verschlüsselt und später fehlerfrei wieder entschlüsselt. Verlockend an DNA sei vor allem, dass damit unglaublich große Datenmengen auf kleinstem Raum verstaut werden können. Etwa 100 Millionen Stunden hoch aufgelöste Videodaten würden in DNA-Form in eine kleine Teetasse passen, berichtet das Europäische Molekularbiologische Labor (EMBL) in Heidelberg, das an der Studie beteiligt war. Die ständig steigende Datenflut sei bereits jetzt ein Problem für Archivare. Weltweit kursierten etwa drei Zettabyte an digitalen Daten – also 3000 Milliarden Gigabyte.

Festplatten zur Speicherung seien teuer und benötigten eine Stromversorgung, argumentieren die Experten. Andere Archivierungsmaterialien wie Magnetbänder verschlissen innerhalb weniger Jahre. DNA hingegen könne Jahrtausende unbeschadet überdauern, wie archäologische Knochenfunde zeigten. Um zu zeigen, dass Speicherung und Decodierung funktionieren, hatte das Team fünf digitale Formate ausgewählt: Kings Rede in MP3, ein JPEG-Foto, eine PDF-Datei einer wissenschaftlichen Arbeit, eine TXT-Datei mit allen Sonetten Shakespeares und ein Verschlüsselungscode. Alle Dateien zusammen waren 739 Kilobyte groß. Zum Vergleich: Ein typisches digitales Foto hat eine Größe von etwa 3000 Kilobyte. Den digitalen Code der Dateien übersetzen die Forscher in den biologischen Code – also in die vier Basen, aus denen die DNA aufgebaut ist.

Wissenschaftler einer US-Firma bauten danach die DNA zusammen und schickten diese dann in gefriergetrockneter Form zurück. Die europäischen Forscher bestimmten die Abfolge der DNA-Bausteine und setzten die Teilstücke wieder zum Gesamt-Code zusammen, den sie entschlüsselten, so dass wieder die digitale Information vorlag. Sie stellten die Original-Dateien dabei völlig fehlerfrei wieder her. Die Kosten des Verfahrens sind noch sehr hoch, sie dürften nach bisherigen Erfahrungen aber rasch fallen. „DNA ist unglaublich klein, dicht und braucht keine Stromversorgung bei der Lagerung, so dass auch Transport und Aufbewahrung einfach sind“, sagte Goldman.

( dpa )