Idealer Speicher: Forscher kodieren Betriebssystem & mehr in DNA

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Ein Team von Wissenschaftlern arbeitet weiterhin daran, den wohl effektivsten Speicher, den wir kennen, auch für ganz alltägliche Anwendungen nutzbar zu machen: Die DNA. Diese hat sich immerhin über Jahrmilliarden bewährt und bietet diverse positive Eigenschaften. Und die Forscher haben hinsichtlich dessen aktuell einige Fortschritte zu vermelden.

Die Werkzeuge, um DNA-Moleküle herzustellen, bei denen die Basenpaare jeweils in der gewünschten Abfolge erscheinen, steht bereits seit einiger Zeit zur Verfügung. Allerdings unterscheidet sich die Speicherung von Daten hier natürlich von der klassischen Binär-Form im klassischen Computer. Ein Forscherteam von der Columbia University und dem New York Genome Center (NYGC) befasste sich mit dem Problem und fand unter anderem heraus, dass man überhaupt nicht ganz von vorn beginnen muss. Ein Algorithmus, der eigentlich für das Streaming von Videos an Mobilfunkgeräte eingesetzt wird, erwies sich mit kleinen Abwandlungen als geradezu ideal, um quasi das gesamte Potenzial eines DNA-Speichers zu erschließen.

Tests mit dem Verfahren zeigten, dass die Methode sehr zuverlässig funktioniert. Zu Testzwecken speicherten sie verschiedene Informationen in einen DNA-Strang: Ein komplettes Betriebssystem, den im Jahr 1896 aufgenommenen Filmclip "Die Ankunft eines Zuges auf dem Bahnhof in La Ciotat", einen Amazon-Gutschein im Wert von 50 Dollar, einen Computer-Virus und noch einiges mehr.

Fehlerkorrektur aus dem Mobilfunk-Streaming

Die fraglichen Daten wurden jeweils in ein Master-File komprimiert, das dann in so genannte Droplets aufgespalten wurde. Diese lassen sich dann in kurzen Sequenzen aus DNA-Basen kodieren. Der Streaming-Algorithmus stellt dabei einen Korrektur-Mechanismus zur Verfügung, der auch bei der Übertragung von Datenströmen über Mobilfunk benötigt wird, wo es aufgrund diverser Schwankungen in der Netzqualität und beim Wechsel zwischen Funkzellen immer wieder einmal zu kleineren Datenverlusten kommt, die ausgeglichen werden müssen.

Die Forscher sehen in der DNA letztlich einen idealen Speicher für alle möglichen Belange - wenn es denn erst einmal Technologien gibt, mit denen die Moleküle auch außerhalb von Laboren effektiv genutzt werden können. Immerhin hat die technische Entwicklung im Storage-Bereich klare Probleme, mit den immer schneller wachsenden Datenmengen mitzuhalten. DNA weißt hingegen eine extrem hohe Speicherdichte auf. Für die Nutzbarmachung der Erbsubstanz im Alltag sprechen aber noch andere Punkte. So ist DNA ein extrem langlebiger Datenträger. Während die noch sehr junge CD schon nach 20 bis 30 Jahren extrem Fehleranfällig ist, haben Wissenschaftler gerade erst wieder DNA analysieren können, die aus den Knochen eines Vorfahren des Menschen extrahiert wurde, der vor rund 430.000 Jahren im Gebiet Spaniens lebte. Und während in zwei Generationen vermutlich nur noch wenige Nostalgiker wissen werden, wie man überhaupt Daten aus einer CD ausliest, wird die grundsätzliche Fähigkeit, eine DNA zu sequenzieren, aller Voraussicht nach in der Zukunft immer vorhanden sein. "Das wird nie obsolet sein - und wenn doch, haben wir ohnehin ganz andere Probleme", erklärte Yaniv Erlich von der Columbia.
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Ob da noch vor dem Tesa-Rom etwas veröffentlicht wird, was für Endkunden nutzbar ist?
 
Es wäre schön, wenn dieses Satz etwas präziser wäre:

"DNA weißt hingegen eine extrem hohe Speicherdichte auf."

Was genau ist aktuell technisch möglich?
 
@C1d:
Du kannst auch einfach nach Bit/cm² googln...
 
@C1d: Ich hoffe du ließt lieber, als du Suchmaschinen verwendest:
http://www.spektrum.de/news/das-weltwissen-in-der-dna/1435251

Edit: Obwohl ich dir recht gebe, dass diese Information durchaus in den Artikel gehört hätte.
 
@gutzi4u: Grundsätzlich hast du völlig recht. Man hat allerdings nicht immer die Zeit noch alle Fakten hinterher zu recherchieren.

Edit:

"Mit nur einem Gramm DNA-Material könnte man 215.000 Terabyte dauerhaft speichern."
Quelle: Zeit.de
 
Dann kann man seine Porno-Sammlung einfach als DNA-Strang in seinem rechten Backenzahn kodieren und hat sie immer dabei. Und die bessere Hälfte weiß von nichts.
 
@eN-t: Aber nicht das sie dir "auf den Zahn fühlt".....sry
 
@LMG356: An der Stelle wird sich wohl niemals Karies bilden können.
 
Ich sag nur "Biobot" - das ist die Zukunft.
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