Bio-Festplatte neu gedacht
DNA-Datenspeicher mit Epigenetik beschleunigt und verbessert
DNA als Speichermedium für die Langzeitarchivierung verspricht für die Zukunft die höchste Speicherdichte und überdauert viele Jahrhunderte. Eine neue DNA-Speichertechnik funktioniert im Labor mit parallelisierbaren Schreibprozessen und schneller Lesetechnik.
Datenspeicherung in DNA-Makromolekülen könnte einmal viele Probleme der Langzeitarchivierung lösen. Desoxyribonukleinsäure (DNA) trägt nicht nur sämtliche Erbinformationen von Pflanze oder Tier. Durch die beliebig variierbare Sequenz der vier beteiligten Basenpaare ließe sich in einem einzigen Gramm DNA eine Datenmenge von 17 Exabyte kodieren (17 Millionen Terabyte), wie Wissenschaftler der University of Washington bereits 2020 ausrechneten [1]. Zudem können DNA-Makromoleküle Jahrhunderte oder sogar Jahrtausende unverändert überdauern, wenn sie trocken und geschützt vor dem Luftsauerstoff lagern. Während dieser Zeit behalten sie ihre innewohnenden Datenbestände ohne Energiebedarf.
Aufbauend auf diesen Erkenntnissen strebt die DNA Data Storage Alliance (DDSA) an, ein gemeinsames, durchgängiges DNA-Speichersystem zu entwickeln und zu standardisieren [2]. Gründungsmitglieder dieser industriellen Initiative von Oktober 2020 sind außer Microsoft und dem Festplattenhersteller Western Digital unter anderem auch Illumina als Entwickler von Sequenzierungsgeräten sowie Twist Bioscience als Experte für DNA-Synthese. Bis heute allerdings erweist sich die DNA-Synthese, also der schrittweise Aufbau von DNA-Strängen aus den vier natürlichen Nukleinbasen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin als sehr zeitaufwendig; zu zeitaufwendig, um damit ausgerechnet sehr große Datenbestände zu kodieren und dann zu archivieren.