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Speichertechnik Microsoft speichert Daten in künstlicher DNA

In Zukunft sollen Daten auf DNA-Strängen gespeichert werden. Microsoft Research hat ein entsprechendes System entwickelt, die Geschwindigkeit ist aber noch ausbaufähig.
22.03.2019 - 14:00 Uhr Kommentieren
Microsoft forscht seit Jahren an Speichern aus künstlich hergestellter DNA. (Foto: Microsoft)
DNA als Speichermedium

Microsoft forscht seit Jahren an Speichern aus künstlich hergestellter DNA. (Foto: Microsoft)

Berlin Hinter dem Wortungetüm „Desoxyribonukleinsäure“ (engl. Desoxyribonucleic Acid, kurz: DNA) verbirgt sich der körpereigene Speicher, in dem unsere Erbgutinformationen abgelegt sind. Seit Längerem arbeiten Forscher daran, DNA auch als Datenspeicher in der Informationstechnik einzusetzen. Jetzt hat Microsoft das erste System vorgestellt, das Daten automatisiert in DNA speichern und wieder auslesen kann.

Es handelt sich um eine Gemeinschaftsarbeit von Microsoft Research und der Universität von Washington in Seattle, vorgestellt in der Fachzeitschrift Nature Scientific Reports. Um zu zeigen, dass das System funktioniert, haben die Forscher das Wort „hello“ zuerst in Strängen künstlicher DNA abgelegt und anschließend wieder lesbar gemacht.

Daten werden in einem DNA-Strang gespeichert, indem die Nullen und Einsen der digitalen Daten in die DNA-Bausteine umgewandelt werden, die Basen Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) umgewandelt werden. Anschließend werden mithilfe handelsüblicher Laborausrüstung und bestimmter Chemikalien DNA-Stränge hergestellt, die in einem Gefäß gelagert werden.

Zum Abrufen der gespeicherten Daten wird die DNA-Sequenz gelesen und die Daten in ein Format umgewandelt, das ein Computer versteht. Allerdings ist das jetzt vorgestellte System noch sehr langsam: Die fünf Bytes zu speichern, dauerte nach Angaben der Forscher 21 Stunden, das Auslesen sechs Minuten.

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    Microsoft forscht seit einigen Jahren an dem Speicher aus künstlich hergestellter DNA. 2016 schafften es die Microsoft-Forscher, 200 MByte an Daten in DNA zu speichern, was damals einen Rekord darstellte. Inzwischen sind sie bei einem GByte.

    Ein Vorteil des DNA-Speichers ist, dass er sehr dauerhaft ist: Es ist heute noch möglich, die DNA von ausgestorbenen Tieren zu entziffern. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Speicherdichte: Auf einen Kubikmillimeter DNA sollen eine Milliarde Gigabyte an Daten passen. Das gesamte Internet würde sich demnach in einem Speicher von der Größe eines Schuhkartons ablegen lassen.

    Ziel des Projekts sei, irgendwann einen Cloud-Speicherdienst zu haben, der für den Endnutzer einem heutigen Cloud-Service sehr ähnlich sei, sagt Microsoft-Wissenschaftlerin Karin Strauss: „Bits werden an ein Rechenzentrum geschickt und dort gespeichert und erscheinen genau dann, wenn der Kunde sie haben will.“

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