Microsoft testet DNA als Speichermedium

28. April 2016, 14:51
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Ein Zettabyte pro Gramm: DNA bietet theoretisch eine ungeheure Speicherdichte.

Ein Zettabyte pro Gramm: DNA bietet theoretisch eine ungeheure Speicherdichte.
Microsoft hat bei einem kalifornischen Biotechnologie-Unternehmen namens Twist Bioscience die Herstellung von zehn Millionen künstlichen DNA-Strängen in Auftrag gegeben. Der Softwareriese will die Möglichkeiten austesten, das allen Lebewesen gemeinsame Erbmaterial in der Praxis zur Speicherung von Daten zu verwenden. In einem einzigen Gramm DNA könnten theoretisch bis zu einem Zettabyte an Daten, also eine Milliarde Terabyte, gespeichert werden. Gleichzeitig ist DNA sehr robust. Laut Twist könnte DNA bis zu 2000 Jahre lang aufbewahrt werden, ohne dass Daten verloren gingen.
Schreiben und Schreiben = Synthetisieren und Sequenzieren
Um ein Material zur Datenspeicherung verwenden zu können, muss man Daten zuverlässig schreiben und auslesen können. Die "Leitersprossen" eines DNA-Moleküls bestehen aus den vier Nukleinbasen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Die Information, die eine solche Doppelhelix enthält, ist in der genauen Reihenfolge dieser vier Basen versteckt.. Dem Beschreiben eines Datenträgers entspricht die Synthese eines DNA-Strangs mit der exakt richtigen Abfolge dieser Moleküle. Dem Auslesen entspricht die sogenannte Sequenzierung eines Moleküls, bei welcher die genaue Reihenfolge der Basen festgestellt wird.
Die Idee, DNA zur Speicherung von Daten zu verwenden, ist schon viele Jahre alt. Vor rund zweieinhalb Jahren wurde zudem bewiesen, dass dies auch möglich ist. Allerdings war der Vorgang bisher viel zu langsam und ungeheuer teuer, so dass kaum jemand an einen kommerziellen Einsatz in absehbarer Zukunft glaubte.
Viel billiger als früher
In den letzten Jahren sind aber sowohl die Synthese als auch die Sequenzierung von DNA-Molekülen schneller und gleichzeitig sehr viel billiger geworden. Das "Human Genome Project" beispielsweise, das die Sequenzierung des gesamten menschlichen Erbmaterials zum Ziel hatte, dauerte von 1990 bis 2003 und verschlang drei Milliarden Dollar. Heute würde dieselbe Aufgabe laut 'Ars Technica' noch etwa 1000 Dollar kosten.
Microsoft und Twist Bioscience glauben deshalb, dass ein praktischer Einsatz der Technologie nun denkbar geworden ist. "Die erste Testphase mit Twist zeigte, dass wir Daten ohne jeglichen Verlust in Form von DNA codieren und wieder entschlüsseln können", sagt dazu ein Vertreter des Microsoft-Forschungsteams. "Wir sind zwar noch Jahre von einem kommerziell verwendbaren Produkt entfernt, aber unsere ersten Tests mit Twist haben demonstriert, dass wir mit dieser Technologie in der Zukunft Speichermedien mit einer wesentlich grösseren Datendichte und Langlebigkeit entwickeln können."
Noch scheint allerdings keine Technologie in Sicht, welche die Synthetisierung und Sequenzierung von DNA-Molekülen annähernd schnell genug für den Gebrauch in realen IT-Systemen machen würde. Als Einsatzgebiet käme daher am ehesten die Langzeitarchivierung von grossen und wertvollen Datenbeständen in Frage. (hjm)

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