Paderborner Wissenschaftler*innen leiten internationales Forschungsprojekt
Die Menge an Daten, die die Menschheit produziert und speichert, steigt permanent. Laut Prognosen soll das weltweite Datenvolumen im Jahr 2025 ganze 250 Zettabytes – das sind 250 Milliarden Terabytes – betragen. Speichertechnologien wie Festplattenlaufwerke sind durch ihre Kurzlebigkeit nicht nur sehr kostspielig, sondern erzeugen auch erhebliche Mengen an Elektromüll. Mithilfe von DNA-Nanotechnologie wollen Wissenschaftler*innen der Universit?t Paderborn nun ein neuartiges, zukunftssicheres Speichermedium entwickeln. Die Europ?ische Union und die britische F?rderorganisation ?United Kingdom Research and Innovation“ f?rdern den internationalen Forschungsverbund im Rahmen des ?Horizon Europe“ Programms mit insgesamt 3,8 Millionen Euro.
Dass DNA-basierte Datenspeicherung au?erhalb von lebenden Organismen m?glich ist, wurde bereits durch mehrere Studien nachgewiesen. 365体育_足球比分网￥投注直播官网 ist besonders vielversprechend, da DNA mehrere hundert Jahre lang haltbar ist und über gro?e Kapazit?ten verfügt. Die bisherige Methode ist jedoch noch zu langsam und teuer, um gro?fl?chig Anwendung zu finden. ?Wir glauben, dass dafür ein anderer Ansatz erforderlich ist. Deshalb stützen wir uns nicht auf DNA-Synthese, sondern verwenden DNA-Nanostrukturen mit molekularen Erhebungen zum Speichern von Daten – ?hnlich wie bei einer Compact Disc“, erkl?rt PD Dr. Adrian Keller, Leiter der Arbeitsgruppe ?Nanobiomaterialien“ an der Universit?t Paderborn.
Baukastenprinzip mit DNA-Nanostrukturen
DNA-Nanostrukturen sind mikroskopisch kleine, komplexe Geflechte aus DNA-Str?ngen, die gezielt in beliebige Strukturen gefaltet wurden. Keller erforscht diese Technologie bereits im Rahmen seines Projekts ?DNA-basierte Nanoantibiotika zur Bek?mpfung resistenter Keime“, für das er 2022 mit dem Forschungspreis der Universit?t Paderborn ausgezeichnet worden ist. ?Wir wollen die DNA-Nanostrukturen wie ein Steckbrett benutzen und Streptavidin – ein Protein, das von Bakterien einer bestimmten Spezies produziert wird – an ausgew?hlten Stellen darauf anbringen. Wenn Streptavidin vorhanden ist, sehen wir das in Mikroskopie-Bildern und k?nnen dem Bit eine Eins zuordnen, wenn nicht, eine Null. Durch Nutzung von Verfahren künstlicher Intelligenz wandeln wir das Ganze so in bin?re Daten um“, führt Keller weiter aus. Die DNA-Nanostrukturen sollen so jeweils mehrere hundert Bits speichern k?nnen.
Der gro?e Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass beliebig viele und verschiedene Nanostrukturen aus einem vordefinierten, kleinen Satz von DNA-Str?ngen aufgebaut werden k?nnen. Somit ist das Verfahren kostengünstig und im gro?en Ma?stab anwendbar. Au?erdem wird das Bearbeiten von bereits gespeicherten Informationen erm?glicht.
Dem internationalen und fachübergreifenden Konsortium für das Projekt ?Next Generation Molecular Data Storage“ (NEO) geh?ren die Katholische Universit?t Leuven (Belgien), die Technische Universit?t Graz (?sterreich), das Imperial College London und die Universit?t Surrey (Gro?britannien) an. Die Universit?t Paderborn hat die Leitung inne.
