Meer dan 10 TB aan gegevens zou kunnen worden opgeslagen in deze hoeveelheid DNA (roze spul) (afb: univ.v. Washington)
Onderzoekers kijken al jaren verlekkerd naar de mogelijkheden van DNA als gegevensopslag-medium. Vorig jaar zou al aannemelijk zijn gemaakt dat gegevensopslag op DNA ‘het eeuwige leven’ heeft. Nu zeggen wetenschappers van de universiteit van Washington en Microsoft een compleet DNA-geheugen te hebben gebouwd om gegevens op te slaan die er ook weer van af te halen zijn. Grote voordeel van DNA-geheugens is de indrukwekkende gegevensdichtheid. Ik heb zo mijn twijfels over de snelheid waarmee je je gegevens van het DNA-geheugen kan halen.
De wolken groeien. Dan heb ik het niet over de verzameling watercondens in de atmosfeer, maar over de computers waar mensen hun gegevens stallen. Dat kost een hoop opslagruimte en veel energie, maar het DNA-geheugen zou de opslagcapaciteit aanzienlijk uitbreiden en ook veel goedkoper maken. De onderzoekers zouden de eerste zijn die een volledig systeem hebben gerealiseerd, waarbij digitale gegevens werden opgeslagen met behulp van DNA. De informatiedichtheid van DNA zou miljoenen malen groter zijn dan van de huidige opslagtechnieken.
Ze zouden foto’s hebben opgeslagen op DNA, waarbij de nucleotiden, de bouwstenen van het erfmolecuul, als informatiebits werden gebruikt. Ze slaagden er in die informatie zonder gegevensverlies weer op te halen uit een grotere poel aan DNA. Ze hadden ook videobestanden van het Rwanda-tribunaal opgeslagen en weer opgehaald. “Het leven heeft dit fantastische molecuul DNA geproduceerd, dat heel efficiënt informatie opslaat. Het is heel erg compact en heel duurzaam”, zegt onderzoeker Luis Ceze. “We gebruiken het nu voor het opslaan van digitale gegevens op een manier dat het honderden of zelfs duizenden jaren bruikbaar is.”
Alle gegevens die digitaal worden opgeslagen bij elkaar zullen in 2020 naar schattingen zo’n 44 biljoen GB bedragen. Dat is tien keer meer dan in 2013 en de neiging om steeds meer te bewaren groeit alleen nog maar. DNA zou miljoenen malen meer informatie per volume-eenheid kunnen opslaan dan de huidige opslagsystemen (optisch, magnetisch enz.). Die systemen gaan ook niet bepaald lang mee. DNA-opslag zou het antwoord kunnen zijn.
A, C, T en G
Er is wel wat veranderd. De huidige opslagsystemen zijn digitaal. Ze werken met reeksen van enen en nullen en in DNA zitten vier verschillende nucleotiden: de DNA-letters A,C, G en T. “Hoe je van enen en nullen op A’s,, C’s, G’s en T’s komt doet er toe, want als je het slim aanpakt kan je de informatiedichtheid groot maken terwijl je weinig fouten krijgt”, zegt medeonderzoeker Georg Seelig. “Als je het verkeerd doet, krijg je een hoop fouten.”
De digitale gegevens worden in stukjes gehakt en opgeslagen op synthetische stukjes DNA, die kunnen worden gedehydrateerd of anderszins behandeld om als veeljarige opslag te dienen.
Om de gegevens weer op te kunnen halen worden een soort postcodes in het DNA vastgelegd. Met behulp van de polymerasekettingreactie, bekend uit de moleculaire biologie, wordt die code opgezocht (hoe, moet je mij niet vragen). De bijpassende informatie wordt vervolgens uitgelezen met sequentietechnieken die aanlsuitend worden omgezet in foto’s, documenten of wat dan ook. Het lijkt mij niet echt een techniek die je achter je computer hangt of in de wolken en ook niet erg snel.
Op het ogenblik is de grootste barrière nog het maken van de stukjes DNA-code. Dan gaat het om de prijs en de nauwkeurigheid waarmee het DNA op grote schaal gecodeerd kan worden. De onderzoekers denken dat dat een te overkomen barrière is. De vorderingen op dit terrein hangen af van de ontwikkelingen in de biotechnologie, maar ongetwijfeld zal er ook een nieuw ontwikkelingsterrein ontstaan (als de techniek bruikbaar blijkt). Ceze: “We lenen iets van de natuur, DNA, en iets uit de informatica, foutcorrectie, en passen dat toe in de natuur.” Microsoft heeft er in ieder geval vertrouwen in (vooralsnog), want die heeft meebetaald aan het onderzoek.
Bron: Science Daily