DNA taugt zur Festplatte

Mehr als 3 Milliarden Basenpaare enthält das menschliche Genom, gespeichert auf kleinstem Raum. Die DNA (vom Englischen deoxyribonucleic acid) kommt in der Zelle als Doppelhelix vor und speichert das komplette Erbgut des Menschen als Code aus vier Basenpaaren. Warum sollten diese Basen nicht auch als Datenspeicher für Computer dienen? Diese Frage stellten sich Bioinformatiker um Yaniv Erlich von der Columbia University in New York. Sie konnten jüngst in einem Experiment zeigen, dass nur ein Gramm DNA ausreicht, um 215.000 Terabyte Daten zu speichern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler im Fachjournal Science.

Aus Video-, Bild- und Textdateien konstruierten die Forscher insgesamt 67.088 Segmente mit je 32 Byte Datenvolumen. Diesen Datenschnipseln fügten sie noch weitere sechs Megabyte Informationen für eine anschließende Fehlerkorrektur und korrekte Anordnung der Segmente hinzu. Mit Hilfe eines Algorithmus ordneten die Forscher jedem Segment eine bestimmte Nukleinbasenabfolge aus Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin zu. Dann kodierten sie virtuelle Dateien in eine für biochemische Sequenzierverfahren lesbare Form. Anhand dieser Bauplanliste ließen die Forscher synthetische DNA-Stränge herstellen und versuchten die Video-,Bild-, und Textdateien wieder rückwärts aus der DNA auszulesen. Mittels kommerziell verfügbaren Sequenzierautomaten konnten sie alle ursprünglichen Dateien wieder herstellen und sogar auf einem Computer abspielen.

Mit ihrem Versuch konnten die Bioinformatiker belegen, dass DNA als Datenspeicher tauglich ist. Jedoch sind der Aufwand und die Kosten der Technologie noch extrem hoch.

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