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StartseiteForschung aktuellDNA statt Buchstaben20.08.2012

DNA statt Buchstaben

Wissenschaftler erstellen ein Buch als Biomolekül

Biologie.- Die DNA ist der Datenträger für das Genom und wird deshalb oft als "Buch des Lebens" bezeichnet. Das haben Wissenschaftler der Harvard Medical School nun wörtlich genommen und den Text eines echten Buches in DNA übersetzt.

Von Michael Lange

Auch auf DNA lassen sich menschgemachte Daten speichern.  (picture alliance / dpa / Matthew Fearn)
Auch auf DNA lassen sich menschgemachte Daten speichern. (picture alliance / dpa / Matthew Fearn)

Das erste rein biologisch geschriebene Buch ist auf den ersten Blick ein gewöhnliches Sachbuch mit 53.426 Wörtern und elf Abbildungen. Das macht zusammen fast 300 Seiten. Titel: "Regenesis – Wie die synthetische Biologie die Natur und uns selbst neu erfinden wird." Geschrieben hat es der als Visionär bekannte Wissenschaftler George Church von der Harvard Medical School in Boston gemeinsam mit dem Wissenschaftsautor Ed Regis. Im Oktober soll Regenesis gedruckt auf den Markt kommen, zunächst in Englisch. Doch bereits jetzt existiert es in der Sprache der Biologie: als DNA. Churchs Mitarbeiter Sri Kosuri machte aus einem englischen Text ein Biomolekül.

"Man nehme eine einfache HTML-Datei. Darin sind Text und Abbildungen als digitaler Code gespeichert – als Folge von Nullen und Einsen. Und daraus machen wir einen Code aus den vier Bausteinen der DNA, mit den Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin, abgekürzt als A, T, G und C."

Die Übersetzung ist denkbar einfach. Zwei genetische Buchstaben, A und C, stehen für null, die beiden anderen, G und T, für eins. Zunächst entstehen auf einem Biochip kleine DNA-Bruchstücke mit 100 bis 200 Informationseinheiten. Die müssen dann zu größeren Komplexen im Labor zusammen gebaut werden. So entsteht menschgemachte Information auf dem biologischen Datenträger DNA.

Insgesamt konstruierten die Harvard-Forscher auf diesem Weg 5600 Megabit, das sind knapp 700 Kilobyte. Nicht viel. So viel Information speicherte bereits eine Diskette in den 1980er-Jahren. Jeder einfache USB-Stick liefert heute 10.000 Mal mehr Speicherplatz. Aber für die DNA als Datenspeicher ist das Weltrekord.

"Beeindruckend ist unsere geringe Fehlerquote. Weniger als ein Fehler in einer Million Informationseinheiten. Das ist schon jetzt vergleichbar mit anderen Datenträgern und besser als bei einer CD."

Bevor man aber seine CD-Sammlung auf DNA umkopiert, sollte man die Kosten bedenken. Das Speichern auf DNA ist heute noch etwa eine Million Mal teurer als das Speichern auf einer Festplatte. Das könnte sich aber in zehn Jahren ändern, hoffen die Harvard-Forscher. Und dann könnte die DNA ihre entscheidenden Vorteile ausspielen. Geeignet ist das Erbmolekül zwar nicht für das Arbeiten mit Daten, das Überspielen und Verändern, wohl aber als langfristiges Archiv, erklärt Sri Kosuri.

"Die Speicherung als DNA ist extrem dicht. Hundert Mal kompakter als jede heute mögliche Form der physikalischen Datenspeicherung und eine Million Mal so dicht wie auf einer gewöhnlichen Festplatte. Außerdem ist DNA sehr langlebig. Unter guten Bedingungen, bei trockener Lagerung, speichert sie jede Information für Jahrtausende."

Wer ein Buch schreibt, möchte der Nachwelt etwas hinterlassen. Dazu ist die DNA ideal, so die Harvard-Forscher. Ein kleiner DNA-Chip mit einer Bibliothek der Menschheit könnte mit einer Raumsonde ins Weltall geschossen werden und würde voraussichtlich die Menschheit überleben. Dann muss nur noch ein Außerirdischer kommen, der die DNA lesen kann.

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