Datenspeicherung: Microsoft kauft zehn Millionen Stränge synthetischer DNA

Twist Bioscience hat zehn Millionen Stränge synthetischer DNA an Microsoft verkauft, wie das Silicon-Valley-Startup bekannt gegeben hat. Das Unternehmen arbeitet daran, digital Daten auf den Desoxyribonukleinsäure-Molekülen zu sichern, die alle Lebewesen als Genspeicher in ihren Körperzellen tragen. In dem wissenschaftlichen Aufsatz A DNA-Based Archival Storage System (PDF) beschreibt Microsoft Research, wie sich künstliche DNA in Zukunft prinzipiell als Speichermedium nutzen lassen soll.

Zu den Vorteilen von DNA zählen die Haltbarkeit und die Speicherdichte: Die Halbwertszeit soll über 500 Jahre betragen. Laut einer Studie der American Chemical Society seien selbst aus 2.000 Jahre alter DNA noch Informationen ohne Defekte extrahierbar. Auf ein Gramm DNA umgerechnet, wären das ein Zettabyte oder eine Milliarde Terabyte an Informationen. Pro Kubikmillimeter könne Desoxyribonukleinsäure ein Exabyte an Daten speichern - eine Milliarde Gigabyte. Optische und magnetische Speicher in den Labors kommen derzeit bestenfalls auf 100 Gigabyte pro Kubikmillimeter. Noch sind Microsoft und Twist aber viele Jahre von einem kommerziellen Produkt entfernt.

Als Idee schwebt den Forschern vor, die Nukleotiden genannten Bausteine, die ein Doppelhelix-Molekül bilden, als Informationsträger für zu archivierende Daten zu verwenden. Bei einem initialen Test im Herbst sei es Microsoft Research gemeinsam mit Twist Bioscience gelungen, 100 Prozent der auf synthetischen DNA-Strängen abgelegten Informationen auszulesen. Anders als bei früheren Verfahren konnten die Forscher dabei gezielt auf beliebige Daten zugreifen. Bisher musste immer die gesamte DNA im Speicher sequenziert werden, um an den Inhalt einer einzigen Datei zu gelangen.

Die DNA besteht dabei nicht aus einem einzigen Strang, sondern aus vielen kurzen Abschnitten aus 200 Nukleotiden, von denen etwa 120 Daten kodieren. Längere Sequenzen lassen sich zur Zeit nicht künstlich synthetisieren. In den DNA des Menschen sind die Ketten über 100 Mal so lang.