Bio-Datenspeicher Forscher speichern Video in Bakterien-DNA

USB-Stick? Festplatte? CD? Braucht man alles nicht. Der Datenspeicher der Zukunft könnte das Erbgut sein. Das Verfahren dafür gibt es jetzt. Aber Forscher wollen keine Back-ups machen, sondern haben einen anderen Plan.


Originalbild einer menschlichen Hand (li.), aus Bakterienerbgut rekonstruiertes Bild (re.)
Seth Shipman/ DPA

Originalbild einer menschlichen Hand (li.), aus Bakterienerbgut rekonstruiertes Bild (re.)

Forscher haben erstmals digitale Bilder und Filmaufnahmen in lebenden Zellen gespeichert. Das Team um Seth Shipman und George Church von der Harvard Medical School in Boston (US-Bundesstaat Massachusetts) speicherte in der DNA von Bakterien sowohl das Schwarzweiß-Foto einer Hand als auch eine historische Filmsequenz aus dem Jahr 1887. Sie zeigt ein Pferd in Bewegung.

Im Fachmagazin "Nature" berichten die Wissenschaftler über ihre Arbeit. Langfristiges Ziel ist es, dass Zellen mit diesem Verfahren ihre eigenen Entwicklungsprozesse im Erbgut aufzeichnen. Dies könne man dann insbesondere für medizinische Zwecke auswerten, versprechen die Wissenschaftler, deren Arbeit von den National Institutes of Health finanziell unterstützt wurde.

Das Team um Shipman nutzte die molekulare Genschere Crispr, um die Pixel-Informationen - das Schwarzweiß-Bild einer menschlichen Hand sowie den Film eines galoppierenden Reiters - in das Erbgut von Escherichia-coli-Bakterien einzuschleusen.

Für den Film wurden insgesamt fünf Aufnahmen zu jeweils 36 mal 26 Pixeln hintereinander in das Erbgut eingebaut. Dabei wurden die Pixel der Bilder in Form von Sequenzen der vier DNA-Bausteine kodiert und an ausgewählten Stellen der DNA untergebracht.

Fahrtenschreiber des Lebens

Später konnte das Team durch Sequenzierung des Erbguts-Codes die Pixel rekonstruieren und in der richtigen Reihenfolge zusammensetzen. Die so aufbereitete Kopie entsprach dem Original mit einer Genauigkeit von etwa 90 Prozent. Die Forscher haben ein Patent für ihren Ansatz beantragt.

Letztlich geht es aber um viel mehr als die bloße Speicherung von Daten. Die Bakterien sollen kein Back-up-Medium der Zukunft werden. Die Wissenschaftler wollen das System stattdessen so abwandeln, dass Zellen ihre eigenen biologischen Prozesse selbst aufzeichnen - wie eine Art Fahrtenschreiber des Lebens: "Eines Tages könnten wir dazu in der Lage sein, die Entwicklungsentscheidungen einer sich entwickelnden Nervenzelle von der frühen Stammzelle bis zum hochspezialisierten Zelltyp im Gehirn nachzuverfolgen", so Shipman.

chs/dpa

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