Eines unserer Zukunftsprojekte
Bio-IT
Ein Beispiel für Bio-IT ist synthetische DNA, die als extrem langlebiges und kompaktes Speichermedium der Zukunft gilt. Der vollständige Ergebnisbericht des Hightech-Forums*) mit etwa einem Megabyte wiegt als synthetischer DNA-Strang gerade einmal ein Hundertbillionstel Gramm. Forscher im MOSLA-Projekt (Molekulare Speicher zur Langzeit-Archivierung) haben den Bericht tatsächlich so kodiert und tausendfach kopiert. „Heute erfordern die Schreib- und Lesevorgänge mit dieser Technik noch viel Zeit und verursachen hohe Kosten“, sagte Projektsprecher Professor Dr. Dominik Heider von der Universität Marburg gegenüber. Kopien hingegen ließen sich günstig innerhalb weniger Stunden in großer Zahl erzeugen, ähnlich wie in einem PCR-Test zur Virenerkennung.
Biochemisch hart kodiert
*) Als zentrales Beratungsgremium der Bundesregierung hat das Hightech-Forum seine Empfehlungen für Forschungs- und Innovationsstrategien veröffentlicht. Ihre Vorschläge verteilten die Wissenschaftler als synthetische DNA im ganzen Land.
Die Batteriezellproduktion in Deutschland aufzubauen, lautet eine von zwölf Missionen der Hightech-Strategie 2025. Künstliche Intelligenz in Anwendungen zu bringen, ist eine weitere. 21 Experten hatte die Bundesregierung in das Hightech-Forum berufen. Ende April haben sie ihre gesammelten Empfehlungen für Forschungs- und Innovationsstrategien an die Politik übergeben. Sie plädieren dafür, nachhaltig in Kreisläufen zu wirtschaften, und für eine digital vernetzte Mobilität. Sie sprechen sich dafür aus, bundesweit ein Jahrzehnt gegen Krebs auszurufen, und dafür, die Medizin konsequent zu digitalisieren. Nicht zuletzt brechen sie eine Lanze für sogenannte Bio-IT.
Ein Beispiel für Bio-IT ist synthetische DNA, die als extrem langlebiges und kompaktes Speichermedium der Zukunft gilt. Der vollständige Ergebnisbericht des Hightech-Forums mit etwa einem Megabyte wiegt als synthetischer DNA-Strang gerade einmal ein Hundertbillionstel Gramm.
Forscher im MOSLA-Projekt (Molekulare Speicher zur Langzeit-Archivierung) haben den Bericht tatsächlich so kodiert und tausendfach kopiert. „Heute erfordern die Schreib- und Lesevorgänge mit dieser Technik noch viel Zeit und verursachen hohe Kosten“, sagte Projektsprecher Professor Dr. Dominik Heider von der Universität Marburg gegenüber. Kopien hingegen ließen sich günstig innerhalb weniger Stunden in großer Zahl erzeugen, ähnlich wie in einem PCR-Test zur Virenerkennung.
Die Technik
Künstliche DNA (auch synthetische DNA) bezeichnet DNA, die nicht natürlich vorkommt. Sie kann durch verschiedene Methoden der DNA-Synthese erzeugt werden, wie die Phosphoramidit-Synthese (bei Oligonukleotiden), die Polymerasekettenreaktion (bei Polynukleotiden mit existierender Vorlage) oder die künstliche Gensynthese (bei Polynukleotiden ohne existierende Vorlage). Zur künstlichen DNA gehören neben naturidentischer synthetischer DNA auch synthetische DNA-Analoga wie beispielsweise LNA und PNA. Ebenso werden synthetische Desoxyribozyme zu künstlicher DNA gerechnet. (Wikipedia)
Im Video wird auch für Laien das faszinierende Prinzip des "digitalen DNA-Speichers" verständlich erklärt.
In diesem kleinen Behälter können 200 Exabytes (entspricht 200 Mio. Gigabytes) in Form von DNA-Daten gespeichert werden. Das entspricht dem Inhalt aller Bibliotheken der Welt.
In einem Video (BR Videothek) erklärt Prof. Dr. Reinhard Heckel (TUM, München) wie man sich den DNA-Datenspeicher vorzustellen hat.
Gartner definiert die DNA-Datenspeicherung als einen der wichtigsten IT-Hypes und prognostiziert die Marktfähigkeit binnen 5 Jahren.