DNA als Speicherplatz

Die Bibliothek in meiner Zelle

17.07.2017

Geräte zum Speichern von Daten werden immer kleiner, die Kapazität hingegen wächst. Mittlerweile fassen Festplatten und USB-Sticks riesige Datenmengen. Ein Speichermedium steckt sie jedoch locker in die Tasche: unsere eigene DNA.

Sie speichert nicht nur größere Datenmengen als jeder USB-Stick, sie hält auch länger als jede Festplatte. Die Rede ist von der DNA, Trägerin unserer Erbinformation. Diese Eigenschaften will sich die Wissenschaft zu Nutze machen und große Mengen digitaler Daten für immer auf den Doppelsträngen der DNA abspeichern. Noch sind die entsprechenden Verfahren sehr aufwendig und teuer, denn zumeist muss die verwendete DNA zuvor künstlich hergestellt werden.

Die Speicherkapazität der DNA ist nahezu unendlich

Das Speichern wichtiger Information auf DNA hat dennoch zwei wesentliche Vorteile: die Speicherkapazität ist nahezu unendlich und gespeicherte Information kann mehr als 100.000 Jahre unbeschadet überstehen.

In einem sandkorngroßen Stück DNA können wir 200 Millionen DVDs an Information speichern. – Robert Grass, Biochemiker an der ETH Zürich

Sehr vereinfacht kann man sich die DNA als Kette in Form einer Doppelhelix vorstellen. Der einzelnen Kettenglieder, den Nukleotiden, hängt jeweils eine von vier Basen an. Die Anordnung dieser vier Basen, oft abgekürzt mit A, T, G und C, bestimmt im Wesentlichen den genetischen Code.

Stellt man DNA nun synthetisch her, kann man die Basen beliebig anordnen und so eine bestimmte Information codieren. So ähnelt das Ganze am Ende einem binären Computercode aus Nullen und Einsen, der dann ausgelesen werden kann.

Bakterienzellen haben einen einmaligen Speicherplatz

Nun ist es einem Forschungsteam der Harvard Medical School in Boston erstmals gelungen, Bilder und Filmaufnahmen auf lebenden Bakterienzellen zu speichern. Ob das auch mit menschlichen Körperzellen funktioniert, ist bislang allerdings noch unklar. Denn im Gegensatz zu menschlichen Zellen verfügen Bakterien über einen natürlichen Speicherplatz, um sich gegen mehrfach angreifende Viren schützen zu können. Also aus der Traum vom körpereigenen USB-Stick?

Das ist die große Vision: Zellen dazu zu bringen, wie ein Aufnahmegerät für das zu sein, was sie erleben. – Robert Grass

Über das neuartige Verfahren und die Möglichkeiten, die es offenbart, hat detektor.fm-Moderatorin Astrid Wulf mit Robert Grass gesprochen. Er ist Biochemiker an der ETH Zürich.

Portrait-RG-2014Wenn ich das Genom von einem Menschen lesen kann, kann ich die selbe Technologie nutzen, um Daten auszulesen. Robert Grassist Biochemiker an der ETH Zürich. 

Redaktion: Hanna Gerwig