DNA erfolgreich als transportabler Datenspeicher eingesetzt
Wissenschaftler haben erstmals mehrere 100 KB Daten in DNA codiert, interkontinental transportiert und quasi verlustfrei wieder ausgelesen.
Desoxyribonukleinsäure wird von der Natur seit Milliarden von Jahren genutzt, um die Baupläne ganzer Lebewesen auf winzigem Raum und über lange Zeiträume zu speichern. Beide Eigenschaften machen DNA für Wissenschaftler interessant, die nach dem Datenspeicher von morgen suchen. Bioinformatikern aus Cambridge haben jetzt einen weiteren Meilenstein auf dem Weg zur praktischen Nutzung erreicht. Ihnen ist es erstmals gelungen, größere Datenmengen so zu speichern, dass auch nach einem längeren Transport eine fehlerfreie Wiederherstellung möglich war.
Quelle: embl.de
Nick Goldman, Leiter des Projektes, mit einem Gläschen synthetischer DNA.
Die erste Hürde wurde bei der Codierung der digitalen Daten in die vier Basen der DNA überwunden. Statt einer einfachen Abbildung von zwei Bit (4 Möglichkeiten) auf einem von vier möglichen Basenpaaren wurden die Daten in ein trinäres System mit drei möglichen Zuständen pro Stelle transformiert. So ist es, unter Nutzung der vierten Base, möglich, sich wiederholende Inhalte in wechselnden Formen zu speichern. Dies verhindert Schreib- und Lesefehler, die auftreten würden, wenn sich die gleiche Base mehrfach wiederholt.
Die zweite Hürde bestand in der maximalen Länge synthetisch erstellter DNA-Sequenzen, die nur wenig über 100 Basen pro Molekül zulässt. Die Forscher entwickelten deswegen ein spezielles Indizierungssystem, das platzsparend die Reihenfolge der 117 Basenpaare lange Fragmente speichert und so die Rekonstruktion langer Abschnitte ermöglicht.
Zusätzlich wurde die hohe Datendichte der molekularen Speichertechnik für eine vierfach redundante Speicherung genutzt: Die letzten 75% jedes einzelnen der 150.000 DNA-Fragmente werden am Anfang des nächsten wiederholt.
Mit diesem Verfahren wurden schlussendlich fünf Dateien mit einer Größe von insgesamt 739 Kilobyte codiert und von einer Firma in Kalifornien in DNA umgesetzt. Das DNA-Pulver wurde anschließend, unter normalen Transportbedingungen, nach Europa versandt und dort in herkömmlichen DNA-Sequenzierern ausgelesen. Vier der Dateien ließen sich fehlerfrei aus der Basensequenz wiederherstellen, die fünfte Datei mit leichten Anpassungen vollständig rekonstruieren. Die erzielte Datendichte geben die Forscher mit 2 Petabyte pro Gramm DNA an. Zum Vergleich: Die Speicherdichte einer Blu-ray Disc beträgt mit knapp 3 Gigabyte pro Gramm kaum mehr als ein Millionstel derer der DNA. Dafür kosten Blu-ray-Laufwerke aber auch nicht mehrere tausend Euro in Anschaffung und Betrieb, lesen Daten deutlich schneller aus und passen in einen 5,25"-Schacht.
Dank geht an PCGH-X-User L.B. für seinen Hinweis auf diese Meldung.
Ich verschicke jede Woche DNA-Proben zum Auslesen( auch Sequenzieren genannt), ohne dass es da irgendwelche besonderen Anforderungen oder Probleme beim Transport gibt.
Viel wichtiger in der publizierten Arbeit ist die erreichte Fehlerresistenz und so die Möglichkeit unvorstellbare Datenmengen fehlerfrei speichern zu können!
Umgkehrt ist aus informationstechnischer Sicht die Fehlerresistenz absolut lächerlich, denn sie haben einfach nur multiple, versetzte Kopien auf ihre "Datenträger" verteilt. Das hat man schon zu Lochkartenzeiten so gehandhabt, da ist rein gar nichts neue oder toll dran. Auch das natürliche Erbgut arbeitet z.T. so. Die hohe Datendichte ist auch kein Verdienst der Forscher.
Unterm Strich würde ich sagen: Hier wurden drei eigentlich alte Konzepte (Redundanz, DNA und moderne Synthetisier-/Sequenziertechniken) kombiniert, was nicht ganz so trivial ist, aber auch keine Revolution, und das Endergebnis war eine enorm raumsparende Datenübertragung.
http://www.nature.com/nat...
Der Link zu Nature und der Abstract in Textform finden sich auch in der Pressemitteilung, auf die die News verweist
Aber leider haben die Autoren mal wieder die Kosten gescheut, ihre Ergebnisse allen direkt zugänglich zu machen.
Also für's Löschen von "Daten" bevorzuge ich Tetrahydrocannabinol oder den guten alten Alkohol
@ Ich bin überhaupt nicht gegen Biotechnik sondern finde es eher interesannt wie unser Körper arbeitet und vor allem Krass viel Leisten kann
B2t: Ich finde es sehr interresant in der DNA eigene Daten zu speichern und sie vllt nem Kollegen rüberwachsen zu lassen
Ich verschicke jede Woche DNA-Proben zum Auslesen( auch Sequenzieren genannt), ohne dass es da irgendwelche besonderen Anforderungen oder Probleme beim Transport gibt.
Viel wichtiger in der publizierten Arbeit ist die erreichte Fehlerresistenz und so die Möglichkeit unvorstellbare Datenmengen fehlerfrei speichern zu können!
Katastrophal sind hier wie üblich bei solchen Themen die Kommentare von Leuten, die sich eindeutig zu viele Hollywood Produktionen aus der Glotze und Biotechnologie-Feindlichkeit von Eltern und Gesellschaft reinziehen.
Hier nochmal für alle Interessierten der Orignal-Link zur Nature page mit ein paar einleitenden Worten zur Arbeit, die eigentliche Publikation ist kostenpflichtig, wenn man keinen Uni-Zugang hat:
http://www.nature.com/nat...