DNA-Code als Datenspeicher: Forscher schreiben erstes Erbgut-Buch

Einen ungewöhnlichen Vorstoß, die explodierende Datenflut in handliche Formate zu pressen, haben nun Biologen unternommen: Harvard-Professor George Church und Team haben ein Buch mit den Bausteinen der Erbsubstanz DNA abgeschrieben und gespeichert. Das Experiment wurde nun im Wissenschaftsmagazin "Science" vorgestellt. Es könnte einen neuen Weg aufzeigen, Informationen zu archivieren und dabei weniger Speicherkapazitäten auf Computerfestplatten zu belegen, erklären die Wissenschaftler.

Umgewandelt in reine Biologie hat Genomforscher Church sein Sachbuch "Regenesis - Wie die synthetische Biologie die Natur und uns selbst neu erfinden wird" ("Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves"), das er gemeinsam mit dem Wissenschaftsautor Ed Regis verfasst hat. Als gewöhnliches Sachbuch umfasst der englischsprachige Titel 53.426 Worte auf 300 Seiten, inklusive elf Abbildungen. Mit seinem Mitarbeiter Sri Kosuri wandelte er den Titel dann in ein Biomolekül um.

In Sachen Speicherdichte unschlagbar

Eigentlich eine naheliegende Idee: Die DNA hat sich schließlich seit Milliarden Jahren als Speichermedium bewährt. Church hat sich deren Prinzip zunutze gemacht: Die Erbsubstanz DNA besteht aus vier unterschiedlichen Nukleotid-Bausteinen: A, C, G, T - sie sind sozusagen die Buchstaben des Genoms. Nicht ohne Grund wird die DNA gern auch "Buch des Lebens" genannt.

Aus diesen Buchstaben erzeugte der Biologe nun einen digitalen Binärcode, dabei standen A und C für null, die beiden anderen, G und T, für eins. Das ursprüngliche Sachbuch wurde dann mittels modernster DNA-Synthesetechnik ausgelesen und umgewandelt. So entstand ein Titel mit einer Informationsmenge von 5,27 Megabyte - auf das kleinste Smartphone passt 20-mal so viel.

Auch die Fehlerquote der churchschen Methode kann sich sehen lassen. Sie liegt bei zwei Fehlern pro Million Bits - das entspricht in etwa jener Rate, die auch bei DVDs auftritt und ist somit deutlich besser als die herkömmlicher Festplatten.

Schlecht schneidet das System bislang bei den Kosten ab. Für kommerzielle Anwendungen ist es derzeit noch viel zu aufwendig und teuer. Daniel Gibson vom J. Craig Venter Institute im US-Bundesstaat Maryland sieht darin kein grundsätzliches Problem: "Die Technologie wird bald billiger, schneller und kleiner sein." Und dann könnte die DNA ihre entscheidenden Vorteile ausspielen.

Geeignet ist das Erbmolekül zwar nicht für das Arbeiten mit Daten, das Überspielen und Verändern, wohl aber als langfristiges Archiv, erklärt Harvard-Forscher Sri Kosuri.