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Molekularer Speicher DNA kann Informationen fehlerfrei übertragen

Quelle: Pressemitteilung der Philipps-Universität Marburg 1 min Lesedauer

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Philipps-Universität Marburg

Will man digitale Informationen in Form von DNA aufbewahren, so empfiehlt sich das Kodierungsschema DNA-Aeon, die eine überlegene Fehlerkorrekturfunktion hat, wie Marburger Forscher sagen.

Prof. Dr. Dominik Heider und sein Team von der Philipps-Universität Marburg haben herausgefunden, wie DNA als langlebigere Alternative zu üblichen Speichersystemen günstiger und besser genutzt werden kann. Hier erklären die Experten, wie das klappt.(Bild: hessian.AI)
Prof. Dr. Dominik Heider und sein Team von der Philipps-Universität Marburg haben herausgefunden, wie DNA als langlebigere Alternative zu üblichen Speichersystemen günstiger und besser genutzt werden kann. Hier erklären die Experten, wie das klappt.
(Bild: hessian.AI)

Die Masse digitaler Daten steigt bekanntlich enorm an. Doch die gängigen Speichermedien sind nicht sehr langlebig. In der Regel „leben“ sie nur wenige Jahre, merken Forscher von der Philipps-Universität Marburg an. Doch die hohe Informationskapazität und lange Lebenserwartung der DNA, verbunden mit sinkenden Kosten für die DNA-Synthese und -Sequenzierung, mache DNA zu einer attraktiven Alternative zur üblichen Datenspeicherung, lässt der Informatiker Prof. Dr. Dominik Heider, der Leitautor des Fachaufsatzes, hier wissen. Er leitet nämlich das Marburger Forschungsprojekt „MOSLA“, das DNA als molekularen Speicher zur Langzeitarchivierung in den Blick nimmt.

In DNA-Speichern werden die digitalen Informationen zunächst in eine DNA-Sequenz übersetzt, führt Heiders Mitarbeiter Marius Welzel, der Erstautor des Fachaufsatzes, weiter aus. Im nächsten Schritt wird die DNA gemäß dieser Vorlage synthetisiert, also chemisch hergestellt. Die Buchstabenfolge der DNA könne dabei jederzeit mit Sequenzierern ausgelesen werden, um die gespeicherten Informationen abzurufen.

Fehlervermeidendes Kodierungsschema DNA-Aeon

Doch jeder dieser Schritte könne zu Fehlern führen. Beim Schreiben, Speichern und Lesen von DNA sind nach Aussage der Forscher deshalb etliche Besonderheiten zu berücksichtigen, die DNA-Sequenzen einhalten müssen. So müsse die DNA einen bestimmten Gehalt von zwei ihrer vier wiederkehrenden Einzelbausteine aufweisen, was die Fachleute als CG-Gehalt bezeichnen.

Die Marburger überprüften dazu, wie das Kodierungsschema DNA-Aeon im Vergleich zu Marktbegleitern abschneidet. Der Vergleich mit anderen Codes belege, dass DNA-Aeon bessere Fehlerkorrekturmöglichkeiten biete, obwohl die DNA-Synthese günstiger sei. „Die mit DNA-Aeon kodierten Daten weisen keine unerwünschten Muster auf, was die Widerstandsfähigkeit gegen Fehler erhöht“, so Heider. Tests sollen die hohe Zuverlässigkeit von DNA-Aeon bereits bestätigt haben.

Das Land Hessen unterstützt das Forschungsprojekt „MOSLA“ durch sein Förderprogramm „LOEWE“. Das Bundesforschungsministerium BMBF förderte beteiligte Wissenschaftler durch das Deutsche Netzwerk für Bioinformatik-Infrastruktur.

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