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Informationen für die Ewigkeit archivieren – im genetischen Code Britische Band lässt Musikalbum auf DNA speichern

| Autor / Redakteur: Fabio Bergamin* / Christian Lüttmann

Speichermedium der Zukunft? Mit bereits erprobter Technik archivieren Wissenschaftler zum ersten Mal ein komplettes Musikalbum in Form von genetischer Information. Die in DNA-Moleküle übersetzte Musik ist damit konserviert und kann noch Jahrhunderte später ausgelesen und in eine hörbare Musikdatei umgewandelt werden.

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Der „genetische Code von Mezzanine“. Der Ausschnitt entspricht einem 27.000-stel der Information des ganzen Musikalbums.
Der „genetische Code von Mezzanine“. Der Ausschnitt entspricht einem 27.000-stel der Information des ganzen Musikalbums.
(Bild: ETH Zürich / Robert Grass)

Zürich/Schweiz – Informationen in DNA-Molekülen zu speichern ist nicht neu: Die Technologie dazu wurde bereits vor drei Jahren von ETH-Professor Robert Grass und seinem Kollegen Reinhard Heckel an der ETH Zürich entwickelt. Damals archivierten die ETH-Wissenschaftler im Rahmen eines Machbarkeitsnachweises den Text des Schweizer Bundesbriefs in DNA. Diesmal lässt die britische Band Massive Attack ihr Album „Mezzanie“ anlässlich ihres 20-Jahre-Jubiläums mit der ETH-Technologie konvertieren. „Wir schaffen es auf diese Weise, die Musik für hunderte bis tausende Jahre zu archivieren“, sagt Grass. Zum Vergleich: CDs wird eine Haltbarkeit von rund 30 Jahren nachgesagt.

Album auf 15 MB komprimiert

Grass und Heckel übersetzten die digitale Tonspur des Albums in genetischen Code. „Während auf einer CD oder einer Computerfestplatte die Information in einer Abfolge von Nullen und Einsen gespeichert ist, speichert die Biologie genetische Information in einer Abfolge von vier DNA-Bausteinen – A, C, G und T“, erklärt Grass.

Um mit einer gut handhabbaren Datenmenge arbeiten zu können, verwendeten Grass und seine Kollegen eine Musikdatei, die er mit dem Kompressionsverfahren „Opus“ auf eine Größe von 15 Megabytes verdichtet hat. Eine amerikanische Firma arbeitet nun daran, 920.000 kurze DNA-Moleküle herzustellen, auf denen die gesamte Information von Mezzanine gespeichert ist. Diese Moleküle werden anschließend von der Zürcher Firma Turbobeads, einem Spin-off der ETH Zürich, in 5000 winzige, kaum 200 Nanometer große, Glaskügelchen eingegossen, die je einen Teil der Information tragen. Grass rechnet damit, dass das Projekt in etwa einem bis zwei Monaten abgeschlossen sein wird.

Übersetzung von digital zu DNA

„Neu an dem Projekt mit Massive Attack ist, dass diese Technologie nun auch kommerziell eingesetzt wird“, so Grass. Bei dem 15 Megabytes umfassenden Musikalbum handelt es sich um die zweitgrößte je in DNA gespeicherte Datei. Größer ist nur eine Sammlung mehrerer Dateien im Umfang von über 200 Megabytes, welche die Computerfirma Microsoft auf DNA gespeichert hat, wie die Firma vor wenigen Monaten mitteilte.

Die 5000 Glaskügelchen des Massive-Attack-Albums sind mit bloßem Auge unsichtbar. Sie werden als Dispersion in Wasser vorliegen und können in einem winzigen Fläschchen aufbewahrt werden, mit praktisch ewiger Haltbarkeit. Es ist jedoch auch jederzeit möglich, die DNA wieder aus den Glaskügelchen herauszulösen, mittels DNA-Sequenzierung die darauf gespeicherte Musikdatei zu lesen und sie auf einem Computer abzuspielen. „Im Unterschied zu traditionellen Datenspeichern ist es zwar recht aufwändig und teuer, Informationen auf DNA zu speichern“, sagt Grass. „Von einmal auf DNA gespeicherter Information können wir jedoch mit nur minimalem Aufwand schnell und kostengünstig Millionen von Kopien erstellen.“

* F. Bergamin : ETH Zürich, 8092 Zürich/Schweiz

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