Der Molekularbiologe Nick Goldman und sein Team am Europäischen Institut für Bioinformatik haben einen Weg gefunden, DNA zum Speichern von Daten zu verwenden. «Alle Informationen der Welt könnten in DNA kodiert und gespeichert werden, und sie würden hinten in einen SUV passen», sagt Nick Goldman in diesem Video für das Weltwirtschaftsforum. Er erklärt, warum DNA eine stabile, langfristige Möglichkeit ist, digitale Informationen zu speichern, die sonst verloren gehen könnten.
«Die DNA ist die Festplatte, der Speicher in jeder Zelle in jedem lebenden Organismus, der die Anweisungen enthält, wie die Zelle zu bauen ist. Sie ist ein chemisches Molekül und besteht aus vier verschiedenen Arten von Molekülen, die in einer Kette aneinandergereiht werden können, und man kann diese vier Moleküle in beliebiger Reihenfolge aneinanderreihen. Man kann es sich wie einen digitalen Code vorstellen.
Wir haben eine grosse Datenrevolution in der Genomik. Vor zehn Jahren waren die Kosten für die Sequenzierung des Genoms einer Person oder eines lebenden Organismus etwa so hoch wie das teuerste Haus in London. Und zehn Jahre später entsprachen die Kosten für die Sequenzierung eines Genoms dem Preis einer Dauerkarte für den Fußballclub Arsenal. Der Preis ist gesunken, und die Wissenschaftler führen immer mehr Genomsequenzierungen durch.
Nachdem Wissenschaftler ein Genom sequenziert haben, wollen sie ihre Daten sicher aufbewahren – und da kommt Nick Goldman ins Spiel -, also schicken sie ihre Daten über das Internet und bitten Goldman, diese Informationen zu speichern. Wir kaufen immer mehr Computerserver und immer mehr Festplattenlaufwerke, um diese Informationen zu speichern. Dann wurde Goldman klar, dass es bei all den Informationen, die wir speichern, um die DNA geht, dass aber die DNA selbst ein digitales Speichermedium sein könnte. Goldman dachte, dass er vielleicht die DNA manipulieren könnte, um selbst eine Nachricht hineinzuschreiben. Das Leben auf der Erde hat die DNS seit Hunderten von Millionen Jahren als Festplattenlaufwerk genutzt, also könnten wir sie vielleicht auch nutzen.
Goldman hat sich ein Experiment ausgedacht, um herauszufinden, ob die DNA eine gute Möglichkeit ist, Informationen zu speichern. Goldman musste entscheiden, welche Informationen von hohem Wert man für lange Zeit in einem DNA-Format speichern wollte. Goldman dachte an eine .txt-Datei mit allen Shakespeare-Sonetten und eine .mp3-Datei mit Martin Luther Kings Rede «I Have a Dream» und weil er und sein Team im Grunde seines Herzens Molekularbiologen sind, an eine .pdf-Datei von Watson und Cricks Arbeit aus dem Jahr 1953, in der die Helixstruktur der DNA in lebenden Zellen beschrieben wird. Goldman kodierte diese und liess sie von der Firma Agilent in Kalifornien in DNA umwandeln. Und Goldman bekam ein winziges Stückchen Staub am Boden eines Reagenzglases zurück, und das war die DNA.
Können wir die Informationen wieder herausholen? Ja, wir können die DNA leicht und kostengünstig lesen und kopieren. Aber es ist sehr schwierig, sie überhaupt erst einmal zu schreiben. Es dauert zu lange und ist sehr teuer und das ist der ratenbegrenzende Schritt. Man könnte also alle Informationen der Welt in die DNA kodieren, aber es gibt nicht genug Geld auf der Welt, um das zu tun. Aber es ist eine gute Lösung für die Herausforderung, ein langfristiges digitales Archiv zu schaffen. Innerhalb weniger Jahre werden alle Formen digitaler Medien veraltet sein. Niemand auf der Welt archiviert derzeit digitale Informationen, obwohl die meisten Informationen inzwischen digital erstellt, gespeichert und beobachtet werden. Aber wie lange werden Speichersticks im Vergleich zur DNA halten?
Team Goldman hat sich Mammut-DNA angeschaut, die 20’000 Jahre alt ist und alte Pferde mit 700’000 Jahre alten DNA-Sequenzen, die erfolgreich gelesen wurden. Alles, was man braucht, ist ein sehr kalter und trockener Ort, um sie zu lagern und solange es Menschen gibt, die technologisch fortgeschritten sind, werden wir in der Lage sein, DNA zu lesen. Was werden wir also auf lange Sicht speichern? Vielleicht die Aufzeichnungen der amerikanischen Präsidenten, oder wo der Atommüll entsorgt wurde, oder sogar unsere Familienfotos.
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