Die DNA-Datenspeichermaschine in der Größe eines Schulbusses

Konzeptzeichnung einer DNA-Datenspeichermaschine Mit freundlicher Genehmigung von KATALOG

In einer Welt voller Daten ist DNA eine äußerst kompakte Möglichkeit, sie zu speichern. Die Daten auf jedem iPhone, PC und Server-Rack auf dem Planeten könnten zum Beispiel in die Menge genetischer Buchstaben eines Whirlpools passen. Es ist auch unglaublich langlebig: DNA kann Tausende von Jahren überdauern, solange es relativ kühl und trocken gehalten wird.

Jetzt hat eines der jungen Startups der Branche Pläne für seinen Prototyp eines Speichergeräts enthüllt: eine riesige Maschine in der Größe eines Schulbusses, die eines Tages Filme oder Datenarchive in unsichtbare DNA-Pellets umwandeln könnte. Das Gerät wird von Catalog Technologies zusammen mit der britischen Firma Cambridge Consultants gebaut, wie heute bekannt gegeben wurde.

Forscher stehen in Boston vor einem teilweise fertiggestellten Prototyp einer DNA-Datenspeichermaschine. KATALOG

Mehrere Teams haben bereits gezeigt, dass es möglich ist, GIFs, Bücher, Geschenkkarten und andere Daten in DNA und rufen Sie diese Dateien dann ab.

Das Problem ist, dass die Umwandlung von Bits in As, Gs, Cs und Ts des genetischen Codes langsam ist und es ein mühsamer Prozess ist, die Daten abzurufen. Die Kosten für die Herstellung kundenspezifischer DNA sind ebenfalls hoch und belaufen sich auf fast eine Million Dollar, um ein paar hochauflösende DVDs zu speichern.

Katalog behauptet, sein System sei weniger kostspielig. Anstatt einzigartige DNA-Stränge zu synthetisieren, beinhaltet der Prozess das Kombinieren kostengünstiger, kurzer, vorgefertigter DNA-Stränge zu längeren DNA-Stücken, die Informationen tragen.

Hyunjun Park, CEO und Mitbegründer von Catalog, vergleicht den Prozess damit, wie Metallbuchstaben auf einer altmodischen Druckmaschine zu Wörtern kombiniert werden.

Die Unternehmen stellten Einblicke in ihre Maschine zur Verfügung MIT Technology Review , darunter ein Rendering (siehe oben) dessen, wie das begehbare Labor aussehen wird, und ein Foto von Ingenieuren, die einen Prototyp ausstatten.

Laut Park wird Anfang nächsten Jahres ein einziger Prototyp fertiggestellt, der in der Lage sein wird, ein Terabit an Daten pro Tag in die DNA zu schreiben. Das sind ungefähr so ​​viele Daten, wie auf einen Laptop passen. Immer noch nicht genug, aber es ist größer als das, was jemals getan wurde, sagt er.

Ein echtes kommerzielles System – eine einzelne Maschine oder eine Gruppe von ihnen, die ein Petabit an Daten pro Tag speichern kann – wird nicht vor 2021 fertig sein, sagt Park.

Und seien wir ehrlich, dieses Ding ist riesig. Es ist kein Flash-Laufwerk. Das Rendering zeigt eine Tür und innen genug Platz für ein paar Techniker. Im Inneren müssen hundert Beutel oder Flaschen mit fertiger DNA sein, und dann ein automatisiertes Labor, um die Stränge zusammenzumischen und Milliarden von Reaktionen durchzuführen. Sie müssen auch eine DNA-Sequenzierungsmaschine – vielleicht ein paar von ihnen – hineinquetschen, um die Daten abzurufen. Das Rendering erinnert an ENIAC, den frühen Computer, der in den 1940er Jahren an der University of Pennsylvania gebaut wurde und mit über 18.000 Vakuumröhren glühte und einen großen Raum füllte.

Dies ist das erste überhaupt. Es kann schrumpfen, aber wir haben diese Herausforderung noch nicht auf uns genommen, sagt Richard Hammond, Leiter der synthetischen Biologie bei Cambridge Consultants, das kundenspezifische Engineering-Projekte übernimmt.

Catalog, das in diesem Sommer 9 Millionen US-Dollar an Risikokapital gesammelt hat, wird die Maschinen zunächst nicht verkaufen. Stattdessen plant das Unternehmen, wenn das einzelne Prototypgerät fertig ist, Partnern zu erlauben, das Speichern von Dateien in DNA als Service auszuprobieren – obwohl Park nicht sagt, ob sich bereits jemand angemeldet hat.

Da es so lange dauert, Bits in DNA umzuwandeln und die Informationen wieder herauszuholen, erwarten Sie keine DNA-Datenspeicherung auf Ihrem Telefon. Vielmehr könnte die Technik die Langzeitarchivierung auf Magnetbändern ersetzen.

Catalog hat seinen Ansatz verschwiegen und andere Wissenschaftler dazu veranlasst, zu sagen, dass sie nicht beurteilen können, ob er sinnvoll ist. Victor V. Zhirnov von der Semiconductor Research Corporation in Durham, North Carolina, die Entwicklungen in der DNA-Speicherung verfolgt, sagt, dass die Bibliotheksidee des Unternehmens theoretisch wirtschaftlich machbar ist.

Auf diese Weise müssen sie nicht für jede neue zu speichernde Information neue DNA synthetisieren, sondern müssen nur ihre vorgefertigte DNA neu mischen, fügt er hinzu.

Catalog ist nicht das einzige Unternehmen, das hofft, die DNA-Speicherung zu erweitern. Luis Ceze von der University of Washington arbeitet mit Microsoft zusammen, das ebenfalls Pläne für ein kommerzielles DNA-Datenspeichersystem hat und den Prozess ebenfalls automatisieren möchte.

Beide Gruppen sind im Rennen um Gelder von IARPA, der Forschungsorganisation der US-Geheimdienste, die im Mai 2018 sagte, es würde Millionen von Verträgen über Möglichkeiten zur Speicherung von Daten in biologischen Molekülen vergeben.

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