DAS NACHRICHTENPORTAL RHEIN-NECKAR

 

Sonntag, 20.04.2014

Suchformular
 

Lieber Leser, bitte aktivieren sie Cookies, um in den vollen Genuss unseres Angebotes zu kommen.

  • via Facebook teilen
  • Drucken
  • Senden

Biologie als Vorbild

Forscher des Europäischen Labors für Molekularbiologie in Heidelberg wollen digitale Informationen nicht bloß auf Festplatten oder USB-Sticks speichern, sondern vielmehr als DNA. Von Anja Garms

Das Erbgutmolekül DNA könnte in absehbarer Zeit als Datenspeicher dienen. Auf dem biologischen Speicher lassen sich riesige digitale Datenmengen verpacken und auf lange Zeit sichern, berichten Wissenschaftler aus Großbritannien und den USA im Fachblatt "Nature". Um dies unter Beweis zu stellen, hatten sie unter anderem Ausschnitte aus Martin Luther Kings "I have a dream"-Rede im DNA-Molekül verschlüsselt und später fehlerfrei wieder entschlüsselt.

Verlockend an DNA als Speichermedium sei vor allem, dass damit unglaublich große Datenmengen auf kleinstem Raum verstaut werden können. Etwa 100 Millionen Stunden hochauflösende Videodaten würden zum Beispiel in DNA-Form in eine kleine Teetasse passen, heißt es in einer Pressemitteilung des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg, welches an der Studie federführend beteiligt war. Die ständig steigende Datenflut sei bereits ein Problem für Archivare, unter anderem auch in der Wissenschaft. Weltweit kursierten etwa drei Zettabyte an digitalen Daten - also 3000 Milliarden Milliarden Byte.

Informationen aus anderen Epochen haben auf Stein und Papier Jahrhunderte überstanden. Festplatten, DVDs und Magnetbänder sind flüchtiger und schon nach wenigen Jahren nicht mehr verlässlich. Gerade hier lagern Daten, die moderne Forschungsprojekte unter Einsatz vieler Millionen Euro gesammelt haben.

In der Anfang des Jahres gegründeten "Allianz zur Forschungsdatenhaltung" entwickeln auch Informatiker des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit Kollegen aus Köln und Göttingen Strategien, um mit diesem Dilemma umzugehen.

Das KIT bündelt unter dem Dach "Large Scale Data Management and Analysis" seine Kompetenzen im Umgang mit großen Datenmengen - durch effektive Erfassung, Speicherung, Verteilung, Analyse, Visualisierung, Archivierung.

Festplatten zur Speicherung seien teuer und benötigten eine Stromversorgung, argumentieren die Experten. Andere Archivierungsmaterialien wie Magnetbänder verschlissen innerhalb weniger Jahre. DNA hingegen könne Tausende Jahre unbeschadet überdauern, wie zum Beispiel die Isolierung von Erbmaterial aus archäologischen Knochenfunden zeige.

Um zu zeigen, dass Speicherung und Decodierung funktionieren, hatte das Team um Nick Goldman vom European Bioinformatics Institute, einer EMBL-Außenstelle in Hinxton, Großbritannien, fünf digitale Formate ausgewählt. Außer dem Ausschnitt aus Luther Kings Rede im MP3-Format waren das ein JPEG-Foto, eine PDF-Datei einer wissenschaftlichen Arbeit, eine TXT-Datei mit allen Sonetten Shakespeares sowie eine Datei mit dem Verschlüsselungscode. Alle Dateien zusammen waren 739 Kilobyte groß. Zum Vergleich: Ein typisches digitales Foto hat eine Größe von 2000 bis 5000 Kilobyte.

Den zugrundeliegenden digitalen Code der Dateien übersetzen die Forscher nach einem bestimmten Verfahren in den biologischen Code - also in die vier Basen, aus denen die DNA aufgebaut ist. Wissenschaftler eines in den USA ansässigen Unternehmens bauten danach die DNA-Moleküle zusammen. Sie spalteten den Code dazu in viele kleine, sich überlappende Abschnitte und versahen die Fragmente mit Anhängseln, aus denen die Position der einzelnen Abschnitte im gesamten Code hervorgeht. Dadurch seien Fehler beim Herstellen der DNA sehr unwahrscheinlich, berichten die Forscher.

Das Unternehmen schickte die DNA dann in gefriergetrockneter Form zurück nach Europa, über Großbritannien zum EMBL in Heidelberg. Dort bestimmten die Wissenschaftler die Abfolge der DNA-Basenbausteine und setzten die Teilstücke wieder zum gesamten Code zusammen. Diesen entschlüsselten sie, so dass wieder die digitale Information vorlag. Sie stellten die Original-Dateien dabei zu 100 Prozent - also fehlerfrei - wieder her.

Das größte Hindernis bei der Anwendung des Verfahrens seien derzeit die Kosten, sagte Lena Raditsch von der EMBL-Pressestelle.

Sinkende Kosten

Die Wissenschaftler weisen darauf hin, dass man die Kosten des Verfahrens in Beziehung setzen müsse zu denen, die bei der herkömmlichen Speicherung und Sicherung von Daten entstehen. Interessant sei das Verfahren bei Daten, die nicht so oft abgerufen werden müssen. "DNA ist unglaublich klein, dicht und braucht keine Stromversorgung, so dass auch Transport und Aufbewahrung einfach sind", sagte Goldman. Er und sein Team vermuten, dass die Kosten innerhalb der nächsten zehn Jahre so weit sinken, dass sich die DNA-Speicherung schon bei Daten lohnt, wenn sie für weniger als 50 Jahre archiviert würden.

© Mannheimer Morgen, Samstag, 26.01.2013
  • via Facebook teilen
  • Drucken
  • Senden
 
 
TICKER

Das Wetter in der Metropolregion

Mannheim - Prognose für 9 Uhr

16°

Das Wetter am 20.4.2014 in Mannheim: sonnig
MIN. 8°
MAX. 21°
 

Singvögel

Pfeifkonzert im Garten

Im Frühling und Sommer kann man ihren Konzerten lauschen: Singvögeln wie Amsel, Rotkehlchen, Singdrossel und Co. bereichern einen Garten. Doch allzu oft sind die Bedingungen alles andere als einladend für die Tiere. Inmitten von akkurat geschnittenen Hecken und aufgeräumten Beeten finden sie nur… [mehr]

Syrien

Bürgerkrieg bedroht auch die Wiege der Weltkulturen

Panzer, Raketen und Räuber zielen hemmungslos auf die einzigartigen Schätze vergangener Reiche und großer Religionen. Die Verluste sind unwiederbringlich. Das gigantische Ausmaß der menschlichen Tragödien, der Zahl der Toten, der Verwundeten, der Vertriebenen im dreijährigen Syrienkrieg, rückt eine… [mehr]

 

DAS NACHRICHTENPORTAL RHEIN-NECKAR