Definition

DNA-Storage

Mitarbeiter: Stan Gibilisco

DNA-Storage bezeichnet ein Verfahren, bei dem binäre Daten auf synthetische Stränge von DNA (Desoxyribonukleinsäure) codiert und von ihnen ausgelesen werden. In der Natur enthalten die DNA-Moleküle die genetischen Baupläne für lebende Zellen und Organismen.

Um eine binäre Datei als DNA zu speichern, werden die einzelnen Bits (binären Ziffern) von 1 und 0 in die Buchstaben A, C, G und T konvertiert. Diese Buchstaben stehen für die vier Hauptbestandteile von DNA – die Basen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin. Das physische Storage-Medium ist in diesem Fall ein synthetisiertes DNA-Molekül, das die Basen in einer Reihenfolge enthält, die derjenigen der Bits in der Datei entspricht. Um die Daten auszulesen, wird die Sequenz aus A, C, G und T wieder zur ursprünglichen Bitfolge aus Nullen und Einsen decodiert.

Forschern am European Molecular Biology Laboratory (EMBL) ist es gelungen, Audio-, Bild- und Textdateien in ein synthetisiertes DNA-Molekül etwa von der Größe eines Staubkorns zu codieren. Anschließend konnten sie diese Informationen auslesen und die Dateien rekonstruieren. Dabei soll die Genauigkeit bei 99,99 Prozent gelegen haben.

Ein offensichtlicher Vorteil von DNA-Storage besteht in seiner Langlebigkeit. Weil DNA-Moleküle Tausende von Jahren überdauern können, könnte ein auf diese Weise codiertes digitales Archiv noch vielen folgenden Generationen zur Verfügung stehen. Dadurch könnte sich die beunruhigende Aussicht verändern, dass unser digitales Zeitalter für die Geschichte verloren geht, weil optische, magnetische und elektronische Medien relativ kurzlebig sind.

Natürlich gibt es auch erhebliche Nachteile dieser sehr neuen Technologie für den Praxis-Einsatz, etwa langsame Codierung und hohe Kosten. Das Problem der Geschwindigkeit begrenzt kurzfristig ihre Verwendbarkeit für Zwecke der Archivierung. Allerdings könnte es hier durchaus noch Fortschritte geben, so dass DNA-Storage eines Tages doch für Backup-Anwendungen oder sogar primäres Storage nutzbar wird. Auch in Bezug auf die Kosten stellt Nick Goldman vom EBML deutliche Verbesserungen in Aussicht: Bis 2020 könnten sie nach seinen Worten soweit gesunken sein, dass die Technologie im großen Maßstab kommerziell sinnvoll wird.

Diese Definition wurde zuletzt im April 2013 aktualisiert

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