DNA als Datenspeicher- Sind das noch Daten oder Lebensformen?

Thema:

Computertechnologie, Speichermedien, Forschung: Biologische Datenträger

Illustration DNA: Strang verwandelt sich in Leiterbahnen
Science-Fiction lässt schön grüßen. Biocomputer und biologische Speichermedien sind keine neue Idee, schon seit über 30 Jahren sind Wissenschaftler auf der Suche nach alternativen Datenspeichern. Forschern aus Großbritannien und den USA ist es bereits vor einigen Jahren gelungen digitale Informationen nicht nur auf einem DNA-Molekül zu speichern, sondern diese auch fehlerfrei wieder abzurufen. Zukünftig können so riesige Datenmengen gesichert werden, die ohne großen Energiebedarf über Jahrtausende erhalten bleiben.

Nach Schätzungen der Wissenschaftler ist auf einem Gramm DNA Platz für eine Million CD's. In einer kleinen Teetasse könnten 100 Millionen Stunden Videomaterial verstaut werden, was ungefähr allen auf der Erde jemals gedrehten Filme entspricht. Neben Professor George Church und seinem Team von der Harvard Medical School in Boston, ist es ebenso Dr. Nick Goldman und seiner Arbeitsgruppe des European Molecular Biology Laboratory gelungen, digitalen Code in biologischen Code zu übersetzen.

Um den praktischen Nutzen dieser Technologie zu demonstrieren, wurden einige Dateien unterschiedlicher Datenformate ausgewählt und in einigen winzigen Fragmenten eines künstlich hergestellten DNA-Moleküls abgespeichert. Darunter war ein Foto des Instituts der Forscher, ein Textdokument mit allen 154 Sonetten von Shakespeare, sowie ein PDF-Dokument einer Studie über die Entdeckung der DNA-Molekularstruktur der beiden Nobelpreisträger Francis Harry Compton Crick und James Dewey Watson. Abschließend hinterlegten die Wissenschaftler noch eine Audio-Datei im MP3-Format, mit einem Ausschnitt der berühmten Rede des Bürgerrechtlers Martin Luther King: „I Have a Dream“.

Nick Goldman betrachtet ein Proberöhrchen, indem sich synthetische DNA befindet.
Nick Goldman betrachtet ein Proberöhrchen, indem sich synthetische DNA befindet.
Foto: Copyright European Molecular Biology Laboratory

Die synthetisierten DNA-Moleküle wurden von der kalifornischen Firma „Agilent Technologies“ mithilfe einer Datensequenz von Nick Goldman und seinem Kollegen Ewan Birney hergestellt. Die mikroskopisch kleinen synthetischen DNA-Moleküle wurden nach ihrer Codierung gefriergetrocknet nach Europa zurückgeschickt, wo sie in einem Heidelberger Labor innerhalb von 14 Tagen die zuvor gespeicherten Daten wieder freigaben.

In einem Interview mit der „Zeit“ erklärte Dr. Goldman, dass ursprünglich alles in einer Hamburger Kneipe mit seinem Kollegen Ewan Birney und einigen Bier entstanden ist und sie mit vollgekritzelten Servietten in ihren Taschen das Lokal wieder verließen. Nach diesem Abend waren sie überzeugt, dass es möglich sein müsste dem stetig steigenden Speicherbedarf zukünftiger Computersysteme gerecht zu werden und diesen effizienter nutzen zu können.

Bedenkt man, dass sich die Desoxyribonukleinsäure (DNA) zur Speicherung unseres Erbguts seit vermutlich 4 Milliarden Jahren bewehrt hat, ist es eigentlich nicht verwunderlich, dass dieses ausgereifte Konzept der Natur auch auf anderen Gebieten einsetzbar ist. Natürlich ist der Schritt hin zu einem kommerziell einsetzbaren digitalen Datenspeicher recht groß und durch viele Unwägbarkeiten gekennzeichnet, dennoch scheint es bereits in naher Zukunft möglich, diese Technologie in den Alltag zu integrieren.

Fazit: Inwieweit diese Technologie in Zukunft ethische und moralische Fragen aufwerfen wird, bleibt vorerst abzuwarten. Solang nur einzelne Moleküle verwendet werden, scheint es keine Einwände zu geben, die dagegen sprechen eine solche Technologie einzusetzen. Vielleicht beschäftigen sich aber in naher Zukunft Philosophen mit dieser Problematik, um zu beschreiben, ob komplexere Molekülketten einer zumindest künstlichen neuen Lebensform entsprechen. Besonders in Zeiten der Forschung nach künstlicher Intelligenz.
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