Es gibt einen Krieg um deine DNA

Wie DNA für Datenspeicherung verwendet werden soll

Die Eliten erzählen uns immer wieder, dass Daten die DNA der modernen Volkswirtschaften sind. Dabei kann man das mit der DNA ziemlich wörtlich nehmen, sollte sich die Arbeit einer Gruppe von Wissenschaftlern durchsetzen. Das Informationszeitalter hat unser Leben in jeder Hinsicht von Grund auf verändert und jede digitale Innovation bringt auch Probleme mit sich zum Beispiel, wohin mit den riesigen Datenmengen, die unsere elektronischen Geräte produzieren.

Mit den momentan existierenden Technologien ist es für die Eliten unmöglich ihre Pläne voranzutreiben. Obwohl die Stückkosten der Datenspeicherung in den letzten Jahren stark gesunken sind, werden so viele Daten generiert wie noch nie zuvor. Das beansprucht viel Platz auf Datenträger die mit der Zeit zerfallen. Magnetische Speicher neigen zum Beispiel zu Leistungsverlusten, ausserdem kann der Zugriff auf Daten, die in alten Systemen gespeichert sind, durch den technologischen Fortschritt mit der Zeit immer schwieriger werden. Wer hat heute schon noch einen Computer mit Diskettenlaufwerk? Oder eine Musikanlage, die Achtspur-Tonbänder abspielen kann?

Die DNA als Speichermedium? Die DNA ist so alt wie das Leben auf der Erde und ist ausserdem haltbar. Um neue Speicherkapazität zu schaffen, beschäftigt sich der Wissenschaftler Dr. Nick Goldman vom Europäischen Institut für Bioinformatik in Cambridge (Grossbritannien) mit der DNA als Speichermedium. Goldman stellte fest, dass die DNA nicht nur biologische Kodierungen speichern, sondern als Speicherort für beliebige Informationen dienen kann, wenn man ihre Fähigkeit zum Kodieren von Informationen mit hoher Dichte, ihre Langlebigkeit und ihre nachgewiesene Erfolgsbilanz als Informationsträger berücksichtigt.

Somit haben sie ein Werkzeug entwickelt, um unsere DNA zu einem Speichermedium für grosse Mengen von Informationen zu transformieren. Die Informationen sind auf den langen, schraubenförmigen Sequenzen der vier molekularen Einheiten kodiert, aus denen die DNA besteht – auf ganz ähnliche Weise, wie das gesamte Internet und alles Digitale von der CD-ROM bis zu den Fotos auf einem Smartphone durch die Werte 1 und 0 dargestellt wird. Wenn man die DNA lichtgeschützt und trocken aufbewahrt (das erreicht man am besten bei Temperaturen unter null Grad), hält sie sich jahrhundertelang.

Das Alter einiger DNA-Muster aus dem grönländischen Eis wird auf über eine Million Jahre geschätzt – obwohl bislang noch keine Dinosaurier-DNA gefunden wurde. Aber das ist noch nicht alles. DNA ist so effizient, dass ein einziges Gramm 215 Millionen Gigabyte speichern kann. Das bedeutet, dass alle Daten, die von der Menschheit jemals aufgezeichnet wurden, in einen Raum von der Grösse eines normalen Wohnzimmers passen würden. DNA ist in der Lage, mehr Informationen in einer beliebigen Sequenz zu komprimieren als die konventionelle Rechentechnologie mit dem binären Zahlensystem, denn sie verfügt über vier statt nur zwei verschiedene Einheiten (siehe Bilder).

Ein Horrorszenario wäre es, Daten in die DNA eines lebenden Menschen zu schreiben. In kleinerem Umfang hat es das auch schon gegeben. Der Künstler Eduardo Kac übersetzte einen Satz aus der Schöpfungsgeschichte in DNA und implantierte in Bakterien. Andere liessen ihre Initialen als eine Art Markenzeichen in genetisch veränderte Organismen schreiben. Die Aussicht, eine Festplatte in einem Virus zu haben, ist jedoch (im Gegensatz zum umgekehrten Fall, nämlich einer Festplatte voller Viren) eher unwahrscheinlich.

Zu viel DNA kann den Organismus belasten. Bei jeder Zellteilung wird die hinzugefügte DNA zusammen mit dem biologisch notwendigen Code repliziert, was viel Energie verbraucht. Zugleich kann es bei jeder Teilung zu Mutationen kommen, die die kodierte DNA schädigen. Nach mehreren Generationen ist das ein bisschen wie «Stille Post». Bislang ist die Datenspeicherung auf DNA überwiegend dem Labor vorbehalten.

Es gibt jedoch immer mehr wirtschaftliche Faktoren, die das Speichern auf DNA günstiger und populärer werden lassen. Microsoft arbeitet bereits mit einem DNA-basierten Datenspeichersystem. Auch andere Unternehmen befassen sich mit der DNA-Produktion, darunter Twist Bioscience in Kooperation mit Microsoft, DNAScript, Nuclera Nucleics, Evonetix, Helixworks und Genome Foundry. Die Geschwindigkeit der Innovation lässt darauf schliessen, dass die DNA-Speicherung sich durchaus schneller durchsetzen wird, als es gegenwärtig möglich erscheint. Zumindest propagiert das World Economic Forum (WEF) DNS-Festplatten als Zukunft des Computing.