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Datensicherung 09. August 2017

Bakterien als Datenspeicher

Erst analog, dann digital, als nächstes biologisch? Nach CD und USB-Stick könnte der Datenspeicher der Zukunft die DNA sein. Mithilfe des molekulargenetischen Verfahrens Crispr ist es Forschern bereits gelungen, Daten in Bakterien zu speichern.

Bakterien könnten in Zukunft als Datenspeicher eingesetzt werden (Foto: Pixabay)
Bakterien könnten in Zukunft als Datenspeicher eingesetzt werden (Foto: Pixabay)

Ein Forscherteam der Harvard Medical School aus dem US-Bundesstaat Massachusetts hat es erstmals geschafft, ein digitales Bild sowie Filmaufnahmen in lebenden Zellen zu speichern. Das Team um Seth Shipman und George Church hat das Bild einer Hand sowie ein Video von einem rennenden Pferd aus dem Jahr 1887 in das Genom von Bakterien des Typs Escherichia coli eingebaut.

Genschere macht's möglich

Dies ist mithilfe der molekulargenetischen Methode Crispr/Cas9, kurz Crispr, gelungen. Crispr ist eine Art Werkzeug, das aus einem Protein sowie einer Molekülsequenz besteht und in einem Organismus wie eine Art Genschere funktioniert: Es kann bestimmte Teile eines Gens herausschneiden, korrigieren oder - wie es das Forscherteam aus Massachusetts gemacht hat - durch andere Abschnitte ersetzen. Die Daten, die so in den Genen von Bakterien gespeichert werden konnten, waren rund 24.000 Bit groß. Diese wandelten die Forscher in eine künstliche Abfolge der Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin um. Diese Nukleinbasen bilden das Gerüst jeglicher DNA. Mithilfe von Viren schleusten die Forscher den entstandenen Code dann in die Bakterienpopulation ein.

Ein komplexes Verfahren

Das Auslesen der Daten ist bisher noch sehr kompliziert, denn die Informationen liegen nicht geordnet vor, sondern sind über die gesamte Population verstreut. Um die Daten wieder auszulesen, musste das Forscherteam den Erbgut-Code sequenzieren, die Pixel rekonstruieren und in der richtigen Reihenfolge wieder zusammensetzen. Dadurch entstand eine 90-prozentige Kopie des Originals. Der Forschungsansatz könnte den Grundstein für neue Forschungen liefern.

Daten in lebenden Organismus zu speichern ist allerdings keine neue Erkenntnis. Bereits 1988 gelang es, ein 35 Bits großes Bild in einem DNA-Code zu speichern. In den Jahren 2012 und 2013 wurde die Datenmenge auf bis zu 739.000 Bits erhöht. Im Januar 2017 fanden US-Forscher dann heraus, dass mit nur einem Gramm DNA-Material 215.000 Terabyte Daten dauerhaft gespeichert werden könnten.

Quellen:
Zeit.de, Spiegel.de

 

Marleen Kledig

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