An Holuwir :
Forscher erweitern DNA-Speicher um sieben neue Basen
Mit mehr Buchstaben lassen sich mehr Informationen abspeichern.
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Artikelveröffentlicht am4. März 2022, 11:57 Uhr, Werner Pluta DNA-Strang: Speicherbedarf von knapp 9 Zettabyte im Jahr 2024(Bild: Pixabay/CC0 1.0)
Mehr Buchstaben, mehr Möglichkeiten: Ein Team von Forschern in den USA hat die DNA erweitert, um mehr Daten speichern zu können.
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Desoxyribonukleinsäure (DNS, Englisch: Desoxyribonucleic Acid, kurz DNA) ist der Speicher des Erbguts aller Lebewesen auf der Erde. Seit einigen Jahren gibt es Versuche, unter anderem von Microsoft, künstlich hergestellte DNA als Datenspeicher zu nutzen.
Daten werden in einem DNA-Strang gespeichert, indem die Nullen und Einsen der digitalen Daten in Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) umgewandelt werden - das sind die Basen, aus denen DNA besteht. Ein Team der University of Illinois Urbana-Champaign erweiterte die künstliche DNA. Es beschreibt das Verfahren in der Fachzeitschrift Nano Letters.
Wenige Buchstaben ergeben wenige Wörter
Das Team fügte sieben synthetische Basen zu den bestehenden vier hinzu und erweiterte so die ohnehin schon große Speicherkapazität noch einmal deutlich. Team-Mitglied Kasra Tabatabaei verglich dies mit dem Alphabet: Mit einem, das nur vier Buchstaben erfasse, lasse sich nur eine begrenzte Anzahl an Wörter formen. 00:00/01:29 Video: DNA als Datenspeicher - Microsoft (1:29)
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"Hat man das gesamte Alphabet, kann man unendlich viele Wortkombinationen bilden", sagte er. "So ist es auch mit der DNA. Anstatt Nullen und Einsen in A, G, C und T umzuwandeln, können wir Nullen und Einsen in A, G, C, T und die sieben neuen Buchstaben des Speicheralphabets umwandeln."
Das Problem ist allerdings, dass die derzeit existierenden DNA-Speicher-Systeme die sieben neuen Basen nicht erkennen. Deshalb entwickelte das Team gleich noch eine neue Methode zum Auslesen von DNA-Sequenzen.
Das Auslesen wird mit Hilfe einer Nanopore durchgeführt, einem Protein mit einer Öffnung in der Mitte, durch die ein DNA-Strang hindurchpasst. Das Protein erkennt alle Basen, künstliche wie natürliche. Machine-Learning-Algorithmen entschlüsseln die darin gespeicherten Informationen.
freundliche Grüße
Lutz