DNA Data Storage: Fernsehserie in DNA gespeichert


Die erste Episode der Thriller-Serie „Biohackers“ (Streamingplattform Netflix, ab 20.08.2020), in der Biotechnologie und Genetic Engineering eine zentrale Rolle spielen, ist nicht nur auf Servern gespeichert, sondern auch in einer für Unterhaltungsserien außergewöhnlichen Form: auf einer DNA-Doppelhelix.

Hierfür fanden Verfahren zur Übersetzung von Informationen in DNA und zur langfristigen Speicherung Anwendung, welche von Prof. Robert Grass, Institute for Chemical Bioengineering, ETH Zürich, und Prof. Reinhard Heckel, Professur für Machine Learning, TU München, entwickelt wurden. Der Binärcode der ersten Folge wurde in eine Sequenz der DNA-Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin übersetzt. Die DNA wurde in kleinste Glaskugeln eingebracht, welche in einem Gel lagern. So entstand ein künstliches Fossil. Um die Serie ansehen zu können, müssen die DNA-Basen wieder in die Zahlenfolge überführt werden. Dazu wird die DNA zunächst sequenziert (gelesen) und mittels eines dafür entwickelten Dekodierverfahrens werden Fehler korrigiert, welche beim Schreiben (DNA Synthesis), Speichern und Lesen (DNA Sequenzing) entstehen. Das Schreiben und Lesen der DNA dauert aktuell noch mehrere Tage; es wird jedoch an schnelleren Technologien geforscht.

Prof. Heckel betont die Vorteile von DNA als Datenspeicher: „Während Daten, die auf einem USB-Stick oder einer Festplatte gespeichert werden, bereits nach ca. 10 Jahren nicht mehr lesbar sind, können in DNA gespeicherte Daten noch in 1000 Jahren ausgelesen werden. Zudem zeichnet sich DNA durch eine extrem hohe Informationsdichte pro Volumen aus.“