Der biologische Server: Warum die Zukunft der Medien in der DNA liegen könnte

Während wir noch darüber diskutieren, welcher Cloud-Anbieter das kleinste Übel ist, erklärt uns Adrian Keller auf der Konferenz „Next Frontiers“, dass die Cloud, wie wir sie kennen, ihrem Ende entgegengeht. Vielleicht brauchen wir einen Neustart für unser digitales Gedächtnis.

Die Rechenzentren schwitzen. Wir haben in diesem Jahr 220 Milliarden Terabyte erzeugt – eine Zahl, die so groß ist, dass sie im Vergleich zu „Unendlich“ im Grunde nur ein Rundungsfehler ist. Doch für die Medienwelt liegt die eigentliche Herausforderung woanders: 60 Prozent dessen, was wir produzieren – unsere Filme, unsere Archive – müssen länger als 20 Jahre erhalten bleiben. Aber unsere Archive stehen auf schmelzendem Eis. Die Magnetbänder, die derzeit die Welt zusammenhalten, haben eine Lebensdauer von höchstens zwanzig Jahren. Danach stoßen wir auf das „Museumsproblem“. Selbst wenn die Bänder überdauern, wird die Hardware zum Auslesen bereits ein Relikt sein. Wir archivieren unsere Zivilisation auf einer Technologie, die bereits veraltet sein wird, bevor die nächste Generation ihren Abschluss macht. 

Hier kommt Adrian Keller von der Universität Paderborn ins Spiel mit seiner neuen Technik zur Speicherung von Daten in DNA-Strängen. Jahrelang galt die DNA-Speicherung als das „rich kid“ der Technologie – beeindruckend, aber extrem teuer und langsam. Bei herkömmlichen Verfahren wird DNA von Grund auf neu synthetisiert – ein Prozess von enormem Aufwand, als würde man ein Buch drucken, indem man jeden einzelnen Buchstaben von Hand aus Marmor meißelt. Adrian Kellers Projekt stellt diese Metapher völlig auf den Kopf. Auf der „Next Frontiers“-Konferenz erklärt er, dass sein Ansatz gar nicht primär auf komplexer Gensequenzierung beruht, sondern auf DNA-Origami.

Man kann sich das als eine molekulare Leinwand vorstellen: Indem sein Team Proteine auf diesen Nanostrukturen platziert, entsteht etwas, das einem molekularen Barcode oder QR-Code ähnelt.  „Wir haben tatsächlich einen QR-Code hergestellt, der so klein ist, dass man ein Mikroskop benötigt, um ihn zu sehen, aber das Prinzip ist dasselbe wie beim Scannen eines QR-Codes mit dem Smartphone“, erklärt Keller. Durch sogenannte „Epibits“ – Marker, die sich anbringen und wieder entfernen lassen – haben die Forschenden DNA in ein wiederbeschreibbares Medium verwandelt. Sie ist damit keine statische Bibliothek mehr, sondern ein mikroskopisch kleines, biologisches Post-it. 

Wenn DNA Informationen 10.000 Jahre lang speichern kann, bewahren wir nicht nur Daten auf – wir senden Botschaften an eine zukünftige Menschheit, die möglicherweise nicht einmal mehr unsere Sprachen spricht. Keller sieht eine Parallele zur Idee der „Ray Cats“: gentechnisch veränderte Katzen, die in der Nähe von Strahlung ihre Farbe ändern - als Warnsystem für nukleare Abfalllager über einen Zeitraum von 10.000 Jahren.

Keller betont zwar, dass es bei seiner Arbeit nicht um CRISPR-ähnliche „Übermenschen“ geht. Dennoch zwingt uns diese Entwicklung zu einer grundlegenden Frage: Wenn wir immer besser darin werden, Informationen in die Bausteine des Lebens „einzuschreiben“, wo enden dann die Daten und wo beginnt der Organismus? Und falls die kommenden 50 Jahre tatsächlich „molekulare Roboter“ hervorbringen, die Programme innerhalb unseres eigenen Körpers ausführen können, müssen wir schon heute fragen: Wem gehört dieser Code?

Keller ist Realist. Er glaubt nicht, dass DNA unsere SSDs in absehbarer Zeit ersetzen wird. Allerdings bietet sie eine „Nischenlösung“ für das massive Problem des Elektroschrotts. Jedes Mal, wenn ein Unternehmen Daten auf neue Festplatten migriert, entstehen Berge von Elektroschrott. DNA durchbricht diesen Kreislauf. Es handelt sich um ein Archiv, das nach dem einmaligen Beschreiben keinerlei Energie mehr benötigt.

Die USA und China sind derzeit die industriellen Schwergewichte im Bereich der DNA-Speicherung. Doch mit Projekten wie dem von Keller setzt die EU auf digitale Souveränität. Es geht nicht nur darum, Speicherplatz in einem Rechenzentrum im Silicon Valley zu mieten – sondern darum, die Moleküle zu besitzen, auf denen unsere Daten gespeichert sind.

Die nächsten Grenzen liegen nicht mehr nur im Weltraum oder auf Bildschirmen. Sie liegen im Reagenzglas. Und wenn Keller recht hat, dann ist die wichtigste Festplatte, die Sie jemals besitzen werden … Sie selbst.