Green Storage for the Future - 1

Philipps-Universität Marburg

Mit der Digitalisierung erlebt die Menschheit die tiefgreifendste Veränderung der Gesellschaft seit der Industrialisierung. Nahezu alle Lebensbereiche und sogar die Art, wie wir kommunizieren, unterliegen diesem Wandel. Berechnungen zufolge erzeugt jeder Mensch im Jahr 2020 täglich eine Datenmenge von 1,5 Gigabyte. Bis 2025 prognostizieren Statistiken eine jährlich generierte Datenmenge von 175 Zettabyte – fünfmal mehr also als noch im Jahr 2018. Riesige Serverfarmen, die mit dem Speichern unserer Daten beschäftigt sind, verbrauchen nicht nur Unmengen an Energie, auch der Verbrauch von Ressourcen zur Herstellung dieser riesigen Speichersysteme wird unsere Umwelt bald vor die nächsten Herausforderungen stellen. Und was passiert eigentlich mit unserer Gesellschaft, wenn unsere Daten durch neuartige digitale Waffen verloren gehen?

An der Philipps-Universität in Marburg wurde ein Projekt initiiert, um eine mögliche Antwort auf dieses fundamentale Problem der Menschheit zu finden: das MOSLA Projekt.

Bei diesem vom Landesprogramm LOEWE geförderten Projekt arbeiten Informatiker, Mathematiker und Biologen zusammen an einer einzigartigen Idee: an der Entwicklung molekularer Speicher für Langzeitarchivierung. Also DNA als Speichermedium? Was im ersten Moment utopisch klingt, eröffnet bei genauerer Betrachtung eine ganze Reihe von Möglichkeiten und Lösungsansätzen. Wir können heute die DNA von Dinosauriern entschlüsseln, die vor vielen Millionen Jahren gelebt haben. Warum diesen Umstand also nicht nutzen und vorhandene Daten in eine eigene DNA einbringen?

Michael Schwarz vom Fachbereich Informatik des MOSLA Projektes erläutert einen weiteren entscheidenden Vorteil: „Die Datendichte eines DNA-Strangs ist unglaublich hoch. Das aktuelle Wissen der Menschheit – umgewandelt in pure DNA – könnte man in einer Literflasche unterbringen.“ Was heute noch nach ferner Utopie klingt, wurde in Marburg bereits auf den Weg gebracht. In einem ersten Versuch wurde das Märchen von Dornröschen der Gebrüder Grimm in DNA verschlüsselt. Wie das genau funktioniert, erklärt uns Michael Schwarz: „Unser Ansatz stellt sich wie folgt dar: Die vorhandenen Daten werden binär in viele Pakete aufgeteilt. Der Vorteil dabei ist, dass sich kleinere Datenpakete besser in DNA codieren lassen, vor allem aber austauschbar sind. Die Pakete werden dann in eine DNA-Sequenz codiert und aufseiten der Biologen synthetisiert.“ 

Hierbei setzt man auf bakterielle Träger der DNA. „Sie sind im Labor vergleichsweise einfach und schnell zu kultivieren, sind sehr gut haltbar und gut zu vervielfältigen“, erklärt uns Hannah Schmitz vom Fachbereich Chemie. Sie arbeitet in ihrer Arbeitsgruppe daran, die codierte DNA in bakteriellen Sporen zu etablieren.

Das MOSLA Projekt ist vorerst auf vier Jahre angelegt und derzeit auf zwei Kernbereiche fokussiert: auf die Erhöhung der Speicherdichte von DNA sowie auf die Informationsspeicherung in lebenden Zellen.

In Kürze folgt Teil 2