DNA-Tinte ehrt 75 Jahre Grundgesetz
Festplatten, USB-Sticks, SD-Karten – diese digitalen Speichermedien sind uns bekannt. Dass auch DNA als Speicher genutzt werden kann, ist eher neu.
Jetzt haben Forschende, anlässlich des 75. Geburtstags des deutschen Grundgesetzes, dieses in einer DNA-Sequenz gespeichert. Die Sequenz haben sie milliardenfach kopiert und einer Tinte beigemischt.
Mit der DNA-Tinte hat die "Süddeutsche Zeitung" am vergangenen Samstag die Titelseite ihrer Wochenendausgabe bedruckt. Die rheinland-pfälzische Ministerpräsidentin Malu Dreyer nimmt am Freitag ein Tintenfass entgegen, das den Start der Kampagne DNA of Democracy symbolisiert.
Ein ganzes Buch in einer DNA
Die DNA kann ohne Probleme in Objekte eingebettet und wieder ausgelesen werden, erklärt der Informatiker Reinhard Heckel von der TU München. Er war an dem Projekt beteiligt:
Wenn man zum Beispiel eine Zeitung druckt, da ist ja so wenig Tinte drauf. Dass dann trotzdem an einer einzelnen Stelle so viele Kopien von den Daten sind - das ist irgendwie schon faszinierend.
Wie funktioniert DNA als Speicher?
DNA besteht aus den vier Grundbausteinen: A, C, G und T. Das steht für Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin. Computer speichern Daten in binären Codes, also in Nullen und Einsen - so auch die digitale Version des Grundgesetzes.
Mithilfe eines Algorithmus können die Computer-Daten in DNA-Daten, also in die vier Grundbausteine der DNA übersetzt werden. Das ist im Prinzip ganz simpel: 00 wird zu Adenin, 01 wird zu Cytosin, 10 zu Guanin und 11 zu Thymin.
Im biotechnologischen Labor wird dann aus dem erstellten Code eine echte DNA-Sequenz gebaut, die vervielfältigt werden kann. Die DNA ist für uns Menschen nicht gefährlich, da sie von unseren Zellen als fremd erkannt wird und einfach zerstört wird.
Die ganze Welt ließe sich in einem Kilogramm DNA speichern
Zunächst war die DNA-Datenspeicherung aber fehleranfällig. Deshalb haben sich die Forschenden zwei Schutzmechanismen überlegt: Zunächst wird die fertige DNA chemisch durch eine dünne Glasschicht verkapselt. So ist sie vor Wasser und Sauerstoff geschützt, die sie angreifen können.
Zusätzlich werden die Informationen mit Algorithmen geschützt, dass keine Informationen verloren gehen können:
Die Vorteile von DNA als Datenspeicherung sind, dass die DNA sehr lange hält. Und das zweite ist, die Information ist sehr dicht.
Man brauche also sehr wenig Platz, um eine bestimmte Datenmenge zu speichern, so Heckel. In einem Kilogramm DNA ließen sich alle Daten der Welt speichern. Zum Vergleich: Mit herkömmlichen elektrischen Speichern würde man etwa 44 Milliarden Festplatten mit jeweils 500 GB Speichervolumen dafür benötigen.
DNA-Speicher für besondere Zwecke
Trotzdem geht Heckel nicht davon aus, dass DNA-Speicher bald die aktuellen Festplatten ablösen werden. Ein Grund: Das Verfahren ist teuer.
Aber es gebe natürlich Anwendungen, die von den Vorteilen des DNA-Speichers profitieren - zum Beispiel, wenn man Informationen in ganz ungewöhnlichen Substanzen speichern will, wie hier in der Tinte der Süddeutschen Zeitung.
Die Grundgesetz-DNA ist auch bildlich zu verstehen: Das Grundgesetz ist der Bauplan unserer Demokratie und unseres Zusammenlebens, wie die DNA der Bauplan für unseren Körper ist.
