In den USA wurde ein Prototyp eines „Festplattenlaufwerks“ aus DNA entwickelt, indem die Prozesse des Schreibens und Lesens von Daten vereinfacht wurden

Neuer Weg zur Datenspeicherung in DNA: vom Archiv zum „Hard‑Drive“

Wissenschaftler der Universität Missouri haben eine Methode zur mehrfachen Löschung und Neuaufzeichnung von Daten in der molekularen Struktur der DNA entwickelt. Früher wurde DNA nur als einmaliger Archivspeicher genutzt, dank ihrer hohen Speicherdichte und langen Stabilität. Jetzt ist es möglich, Informationen ohne teure Nukleotid‑Synthese und Enzymgebrauch zu ändern – einfach mit Strom.

Wie es funktioniert
1. Shift‑Kodierung

Daten werden in abwechselnden Abschnitten einzelner Stränge (S) und Doppelhelmen (DS) gespeichert. Der Übergang von S zu DS wird als Bit „0“ interpretiert, von DS zu S als Bit „1“.

2. Lesen über Nanoporen

Die DNA‑Molekül fließt durch eine Nanopor und erzeugt charakteristische elektrische Signale. Diese werden in Binärcode umgewandelt.

3. Löschung und Neuaufzeichnung

Wasserstoffbrückenbindungen der S‑Abschnitte werden aufgebrochen, wodurch die Daten „gesäubert“ werden. Beim Schreiben werden diese Bindungen elektrisch wiederhergestellt, sodass das gewünschte Muster S/DS ohne chemische Synthese neu erzeugt wird.

Was bedeutet das für die Industrie
- Dichte und Langlebigkeit – DNA speichert bis zu 215 PB pro Gramm und bewahrt Daten Jahrzehnte lang ohne Energie.

- Energieeffizienz – im Gegensatz zu SSD/HDD ist keine kontinuierliche Stromversorgung erforderlich.

- Mikroskopische Größe – Ziel: ein kompakter Speicher der Größe einer USB‑Flash‑Stick, der riesige Datenmengen speichern kann.

Die Wissenschaftler betonen die interdisziplinäre Natur des Projekts: Physik, Biologie, Informatik und Materialwissenschaften arbeiteten eng zusammen. In naher Zukunft soll ein praktisches Gerät entwickelt werden, das traditionelle Speicher ersetzen kann und dabei Energieeffizienz und Zuverlässigkeit beibehält.

> *Hinweis:* Parallel zu diesem Projekt gab es einen Durchbruch in der Herstellung von Nanoporen, aber das ist bereits eine eigene Geschichte.