DNA noch schneller drucken

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In der Gentechnik ist in den vergangenen Jahren eine Art Geschwindigkeitsrausch festzustellen: Die DNA-Entschlüsselung wird dank neuartiger Sequenziermaschinen immer schneller – was früher Tage dauerte, ist wenn nötig in unter zwei Stunden erledigt.

Was für das Lesen gilt, gilt jedoch nicht für das Schreiben. Vergleichsweise langsam ist dementsprechend noch der umgekehrte Weg – also die Herstellung künstlicher Genabschnitte im Labor. DNA Script will dies ändern. Die junge Firma aus Paris hat dazu ein Verfahren entwickelt, das die Produktion synthetischer DNA bis zu 50-mal flotter machen soll – bei gleichzeitig weniger Fehlern in den künstlichen Genen.

Verfahren aus der Natur genutzt

DNA Script macht sich hier natürliche Verfahren zunutze. Wie das amerikanische Journal "Science" meldet, verwendet die Firma für ihren "DNA-Druck" Enzyme, die mit jenen verwandt sind, die auch in biologischen Organismen für das Schreiben der DNA verantwortlich sind. Dies hat gegenüber der rein chemischen Synthese große Vorteile bei der Geschwindigkeit.

Bis zu 150 "Buchstaben", also Nukleotid-Basen, lassen sich so auf einmal schreiben – das sei so, als würde man von einem einzelnen Absatz eines Buches auf eine ganze Seite wechseln, sagt das Unternehmen. Zuvor lag der Rekord noch bei 50 Nukleotiden am Stück. Die neue Technik könnte nicht nur die synthetische Biologie entscheidend voranbringen. Der bekannte Harvard-Genetiker George Church sagte zu "Science", dies sei ein "signifikanter Meilenstein", ein exponentielles Wachstum bei der Schreibgeschwindigkeit künstlicher DNA zu erwarten.

DNA zur Datenspeicherung im Kommen

Auch Anwendungen, die künstliche DNA als Speichermedium einsetzen wollen, könnten von den Beschleunigungseffekten profitieren. Dies ist ein Thema, dass die IT zunehmend fasziniert, da Gensequenzen enorme Kapazitäten auf sehr kleinem Raum versprechen und solche Verfahren ganz neue, kompakte Rechentechnik erlauben könnte. Doch praktische Anwendungen sind nur denkbar, wenn DNA nicht nur schnell gelesen, sondern auch schnell geschrieben werden kann.

Hier gab es zuletzt erste Fortschritte bei Projekten zur Archivierung größerer Datenmengen in Form von DNA. Verschiedene Wissenschaftlerteams haben inzwischen demonstriert, dass es machbar ist, etwa GIF-Bilder, Bücher, Geschenkekarten und andere Daten in DNA zu speichern und wieder aus ihr abzurufen.

Auf dem Weg zum Gencomputer

Noch ist die dafür notwendige Konvertierung aber kompliziert. Aus Bits müssen die As, Gs, Cs und Ts des genetischen Codes werden, die dann in spezifische DNA "gegossen" wird. Im Frühjahr bastelten Forscher ein simples Speichermedium zusammen, das mit 12 Megabyte nur geringe Datenmengen fassen konnte. Schon dieser Minispeicher kostete 100.000 US-Dollar.

Dennoch möchte die Forschung hier nicht aufgeben. Ein DNA-Medium von der Größe einer Medizintablette könnte Datenmengen aufnehmen, die bislang ein ganzes Serverlager in Anspruch nehmen.

(bsc)