DNA als Speichermedium für die Langzeitarchivierung

Den Wunsch, das gesamte Wissen der Menschheit oder zumindest die als relevant erachteten Informationen für die Nachwelt und bestenfalls für tausende von Jahren zu speichern und zu sichern, kann man mehr als nachvollziehen, lässt sich aber nicht so ohne Weiteres bewerkstelligen. Digital bzw. Digitalisierung wird häufig als Synonym für Fortschritt gesehen, aber dem Digitalen haftet (nicht zu unrecht) häufig auch der Nimbus des Flüchtigen an. Immense Datenmengen werden gesammelt und vieles davon wird als wichtig genug erachtet, um es zu bewahren. Dabei ist aber nicht nur die Widerstandsfähigkeit und Speicherkapazität des Speichermediums zu bedenken, sondern auch die Verfügbarkeit von Abspielgeräten bzw. die Lesbarkeit des Materials.

Das Problem der Langzeitspeicherung

HDD-Festplatten, Flashspeicher, wie sie in SSDs oder USB-Sticks vorkommen, MiniDiscs, Magnetbänder, Schallplatten, CDs, DVDs und Blu-rays: Speichermedien für die verschiedensten Zwecke gibt es zuhauf, aber für die Langzeitspeicherung ist keines davon geeignet. Schätzungsweise beträgt die durchschnittliche Lebensdauer je nach Medium fünf bis zwanzig Jahre. Schallplatten halten theoretisch ewig, praktisch entsteht aber bereits beim Abspielen mechanischer Verschleiß und die Mini-Disc soll theoretisch bis zu 1.000 Jahre halten können. Neben der theoretischen Haltbarkeit des Mediums spielt aber auch ein weiterer Faktor eine Rolle, sonst würde der Zuschlag direkt an die MiniDisc gehen, und zwar die Verfügbarkeit eines passenden Lesegerätes. Hier besteht das Problem, dass Speichermedien und Ablesegeräte veralten. Man denke nur an Disketten und Videokassetten. In dem Maße, wie die Technik fortschreitet, veralten Dinge heute sogar noch deutlich schneller und sind bereits nach 10 Jahren kaum noch in Gebrauch.

Problem der digitalen Archivierung

Bisher schwören Archive auf eine uralte Form der Archivierung, und zwar auf Mikrofilm. Es ist ein robustes Medium, was relativ unabhängig von einem Lesegerät oder Medium zum Öffnen genutzt werden kann. Das bloße Auge, eine Lichtquelle und als Hilfsmittel eine Lupe sind völlig ausreichend, um Mikrofilme auszulesen. Auch die Haltbarkeit ist ein häufig genanntes Argument. In Tonnen eingelagert und anschließend in einem Bergwerksstollen gebracht, sollen die Daten zumindest eine mittellange Zeitspanne überdauern. Hier geht man von einer Verwertbarkeit noch nach 500 Jahren aus. Aber da man immer auf der Suche nach dem Effektiveren ist, wird bereits mit Hochdruck an neuen Methoden gefeilt. Momentan liegt diesbezüglich ein Fokus auf die Nutzung von DNA zur Langzeitspeicherung.

DNA als Speichermedium

Vor Kurzem wurde erfolgreich nachgewiesen, dass man Informationen auch in DNA speichern und wieder auslesen kann. Dafür wurden Daten zunächst klassisch in Nullen und Einsen zerlegt und dann ein Übersetzungsschlüssel angewendet, der den binären Code in die vier Hauptbestandteile des Erbgutes, nämlich ACTG übersetzte. Die digitalen Dateien wurden so in eine Vielzahl von DNA-Segmente übertragen und konnten im Labor als künstliche DNA hergestellt werden. In diesem besagten Test wurde dann nachgewiesen dass die gespeicherten Informationen anschließend durch ein Team von Genetikern nahezu fehlerfrei rekonstruiert werden konnten.

Die technische Machbarkeit ist somit nachgewiesen, allerdings ist das Verfahren noch extrem teuer und mit technischem Aufwand verbunden. Derzeit rechnet man pro Megabyte an Daten mit ca. 10.000 € an Kosten. Der Vorteil der DNA ist, dass sie (richtig gelagert) sehr beständig und noch Tausende von Jahren später noch lesbar ist. Zudem ist sie mikroskopisch klein, so dass sich größte Datenmengen auf kleinstem Raum archivieren ließen. Das gesamte Wissen der Menschheit könnte in einem kleinen Raum gelagert werden.

Eine faszinierende Vorstellung, die echtes Sci-Fi-Feeling vermittelt. Das Herstellen von künstlicher DNA müsste natürlich deutlich schneller und um ein vielfaches günstiger werden, damit sie eine Option darstellt. Gleiches gilt aber auch für die Lesbarkeit. Hier gehen die Forscher aus, dass es immer Medien geben wird, die das Auslesen von DNA ermöglichen. Schaut man sich aber die Kosten für derzeitige DNA-Sequenzierer an, geschweige denn die Kosten pro Durchlauf, muss man dann wohl entsprechend viel Vertrauen in den Fortschritt auch auf diesem Sektor haben.