Ausprobiert: Bakterien können im Erbgut Filme speichern

Ein Bakterium als Datenspeicher, und dann ausgerechnet für Filmmaterial? Forscher der Harvard Medical School sind auf diese schräge Idee gekommen – und es ist ihnen gelungen. Sie speicherten allerdings nur fünf Einzelbilder eines galoppierenden Pferdes in Form eines DNA-Codes und pflanzten diese in lebende Bakterien ein. Doch die Zellen behielten diese Informationen nicht nur für dich, sie vererbten sie auch exakt über mehrere Generationen, sodass sich zum Schluss dieselbe Bildfolge mit 90 Prozent Genauigkeit wiedergewinnen ließ. Verrückt!

Der Datenbestand der Menschheit passt in 1 kg Erbsubstanz

Das System, das diesen wissenschaftlichen Coup ermöglichte, ist das natürliche Abwehrsystem von Bakterien gegenüber Viren. Ihre DNA speichert Informationen mit nur vier Einzelbausteinen und erreicht dabei eine extreme Dichte: Der gesamte digitale Datenbestand der Menschheit könnte damit in wenige Kilogramm Erbsubstanz passen! DNA ist insgesamt extrem langlebig; nach Zehntausenden Jahren lässt sie sich noch aus Knochenmaterial auslesen. Bisher erfolgten ähnliche Speicherversuche nur mit künstlichen Molekülen im Reagenzglas, mit einem lebenden Wesen hat das noch keiner versucht. Die Einlagerung in eine lebende Zelle ist deutlich anspruchsvoller, doch dieses Erbgut wird fortlaufend repariert und kopiert – und das macht die Sache deutlich interessanter.

Die Daten vervielfältigen sich weiter und weiter …

Das Forscherteam griff für seine Arbeit auf das bakterielle CRISPR-System zurück. Die Proteine Cas1 und Cas2 schneiden dabei fremde Erbinformationen heraus und fügen sie an fester Stelle ins eigene Genom ein – immer der Reihe nach an vorderster Stelle, sodass alle Ergebnisse erhalten bleiben. Im ersten Versuch erprobten die Wissenschaftler ihr Verfahren an einem einzelnen schwarz-weißen Bild, das eine Hand zeigte. Dafür erhielt jeder Bildpunkt eine eigene DNA-Sequenz plus Positionsmarkierung. Für den Film nutzten sie fünf Aufnahmen aus der berühmten Serie von Eadweard Muybridge aus den 1870er Jahren. Jeden Tag erhielten die Bakterien ein neues Bild, insgesamt fünf Mal. Danach teilten sich die Kulturen vielfach und gaben den Film (fast) vollständig weiter. Solange Nährstoffe vorhanden sind, vervielfältigen sich diese Daten also weiter und weiter und weiter …