Grafische Darstellung: mit Hilfe der Genschere Crispr Film in einer Bakterie gespeichert
So erklären die Forscher in ihrem Video (siehe Link im Text) das Verfahren. Bildrechte: Harvard University

Genschere CRISPR Forscher speichern Film in lebender Bakterie

US-Forscher haben erstmals ein Bild und ein Video in einer lebenden Zelle gespeichert. Mit Hilfe der Genschere CRISPR. Das ist jedoch erst der Anfang. In Zukunft sollen auf diesem Weg Informationen direkt aus der Zelle gewonnen werden.

Grafische Darstellung: mit Hilfe der Genschere Crispr Film in einer Bakterie gespeichert
So erklären die Forscher in ihrem Video (siehe Link im Text) das Verfahren. Bildrechte: Harvard University

Die DNA ist ein riesiger Datenspeicher. Sie ist robust, widerstandsfähig, hält tausende Jahre. Bioinformatiker der Universität Cambridge (Großbritannien) haben bereits vor vier Jahren gezeigt, dass es möglich ist, Informationen in künstlicher DNA zu speichern. Seth Shipman und George Church von der Harvard Medical School in Boston (USA) sind jetzt noch einen Schritt weiter gegangen. Sie haben ein Bild und einen kurzen Film in einer lebenden Zelle gespeichert. Dafür nutzten sie das Erbgut von Escherichia-coli-Bakterien.

Shipman und Church setzten die molekulare Genschere Crispr ein, um die Informationen in das Erbgut der Bakterien einzuschleusen. Das eine war das Schwarzweiß-Bild einer menschlichen Hand.
Der Film zeigte einen galoppierenden Reiter – eine 130 Jahre alte Serienaufnahme des britischen Filmpioniers Edward Muybridge. Für den Film wurden insgesamt fünf Aufnahmen zu jeweils 36 mal 26 Pixeln hintereinander in das Erbgut eingebaut. Dabei wurden die Pixel der Bilder in Form von Sequenzen der vier DNA-Bausteine kodiert und an bestimmten Stellen der DNA untergebracht.

Durch Sequenzierung, also das Auslesen der DNA, konnten die Informationen wieder aus der Bakterie herausgeholt werden. Dabei erreichten die Forscher eine Genauigkeit von 90 Prozent. Das Potential dieser Speicherung ist gigantisch, erklärt George Church mit einem Beispiel. “Ein Bakterium hat vielleicht Platz für vier Megabyte. Aber wenn sie Milliarden Zellen nehmen, dann können sie Millionen Gigabyte Informationen speichern.“ Allerdings sehen die Forscher noch viel weiter gehende Möglichkeiten.

Die Zelle als Rekorder

Shipman hofft, dass ihr Verfahren in Zukunft ein Standard für die Untersuchungen von Zellen wird. Denn die Speicherung von Informationen könnte auch direkt in der Zelle passieren. “Um heute an Infos zu kommen, müssen wir die Zelle beobachten oder das ganze System zerstören, indem wir die DNA aus der Zelle herausnehmen“, so Shipman. “Mit einem molekularen Rekorder können die Zellen ihre Daten selbst aufzeichnen. “ Und das würde uns völlig neue Einblicke in biologische Prozesse ermöglichen.

Speichermedium DNA DNA hat sich als biologischer Speicher schon über Jahrtausende bewährt. Im Gegensatz zu anderen Speichermedien kann man DNA problemlos in Wasser auflösen. "Die DNA ist ja auch in unserem Körper in Wasser gelöst. Wir exponieren die DNA den UV-Strahlen der Sonne und so weiter. Das alles hält DNA gut aus. Sie bleibt stabil", so der Bioinformatiker Nick Goldman von der Uni Cambridge (GB). Wie die DNA-Funde von Mammuts belegen, hält DNA quasi ewig. USB-Sticks dagegen gibt man nicht mehr als 15 Jahre. Wie es genau um die Lebensdauer von gängigen Digitalspeichern steht, weiß heute aber niemand so genau.
Quelle: 3sat/nano

Über dieses Thema berichtet MDR JUMP im Radio| 16.07.2017 | 10:50 Uhr
3sat/nano im TV | 14.02.2014 | 18:30 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 17. Juli 2017, 11:38 Uhr