De afgelopen jaren hebben zich aan de horizon enkele verleidelijke opties afgetekend om in DNA digitale informatie op te slaan. Er is echter één groot probleem: het molecuul is zo fragiel dat individuele DNA-strengen snel afbreken. Een nieuwe techniek om dit te voorkomen kan ervoor zorgen dat DNA in de toekomst daadwerkelijk gebruikt kan worden om onze data op te slaan.
Theoretisch gezien zou één gram DNA een opslagcapaciteit hebben van 4,55 miljoen terabyte. Hierdoor zou het een interessante manier kunnen zijn voor de opslag van grote hoeveelheden data. Helaas vergaat het molecuul snel als het niet onder droge en koele omstandigheden wordt opgeslagen.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
‘Verder moet je rekening houden met de massa en de grootte van de kamer waar je het DNA in bewaart’, zegt Robert Grass van de ETH Zürich, in Zwitserland. In de praktijk is het dus niet echt mogelijk om faciliteiten te bouwen die grote hoeveelheden data kunnen opslaan in slechts een paar gram.
Grass en zijn collega’s gingen daarom een samenwerking aan met Microsoft om een DNA-opslag methode te ontwikkelen die het molecuul robuuster en bestendiger kon maken tegen een snelle aftakeling.
Beschermend jasje
De methode werkt doordat met polymeer bedekte deeltjes helpen de DNA-strengen aan elkaar te binden. De polymeerdeeltjes vergroten daarbij ook de opslagdichtheid van het DNA. De gebonden DNA-strengen worden vervolgens omhuld met een beschermend laagje siliconen die schade door de omgeving beperken.
De onderzoekers vergeleken de levensduur van onbeschermd DNA met die van hun gejaste tegenhangers door beide monsters van data te voorzien. Hierbij werd de genetische code van het DNA gebruikt in plaats van digitale nullen en enen. Vervolgens werden beide monsters onderworpen aan temperaturen van 70 graden Celsius en een luchtvochtigheid van 50 procent.
Binnen een week was 98 procent van het onbeschermde DNA onleesbaar. Het ingepakte DNA daarentegen was nog steeds leesbaar na twee weken.
Het team schat dat het ingepakte DNA een halfwaardetijd heeft van ongeveer negentig jaar als het DNA wordt opgeslagen bij temperaturen van 20 graden Celsius.