5D-Speicher: Forscher speichern menschliches Erbgut für die Ewigkeit
Wird sich in ferner Zukunft noch jemand an die Menschheit erinnern? Eine kleine Scheibe aus Glas, etwa so groß wie eine Zwei-Euro-Münze, soll das ermöglichen: Darauf ist das menschliche Erbgut gespeichert - und das für sehr, sehr lange Zeit.
Ein Team der University of Southampton in Südengland hat das Genom in einem 5D-Speicher aus Glas abgelegt. Dieses Speichermedium soll mehrere Milliarden Jahre überdauern. Das Team um den Forscher um Peter Kazansky hofft, dass das eine Möglichkeit bieten kann, "die Menschheit Tausende, Millionen oder sogar Milliarden Jahre in der Zukunft vor dem Aussterben zu bewahren" .
Auf dem Kristall ist das komplette menschliche Erbgut gespeichert. Die Sequenzierung wurde in Zusammenarbeit mit Helixwork Technologies durchgeführt. Jeder der rund drei Milliarden Buchstaben wurde im menschlichen Genom 150 Mal sequenziert, um sicherzustellen, dass er sich an der richtigen Stelle befindet.
Ein visueller Schüssel liegt bei
Der Ergebnis wurde in dem Kristall abgelegt - mit einem Hinweis, wie die gespeicherten Daten ausgelesen werden können. "Der visuelle Schlüssel, der in den Kristall eingeschrieben ist, gibt dem Finder Aufschluss darüber, welche Daten im Innern gespeichert sind und wie sie genutzt werden können" , sagte Kazansky(öffnet im neuen Fenster) .
Der Speicher ist eine Glasscheibe, die eine Speicherkapazität von 360 TByte hat. Glas ist sehr beständig. Der Speicher soll extrem niedrigen und hohen Temperaturen widerstehen können. Ein 1.000 Grad Celsius heißes Feuer soll ihm ebenso wenig etwas anhaben können wie ein Druck von 10 Tonnen pro Quadratzentimeter. Bei Zimmertemperatur soll er knapp 13,8 Milliarden Jahre halten - das entspricht dem dreifachen Alter unseres Sonnensystems.
Beschrieben wird der Speicher mit einem Femtolaser. Im Glas gibt es Nanopunkte in mehreren Schichten. Beim Beschießen mit dem Femtolaser, der Lichtpulse im Femtosekunden-Bereich aussendet, bilden sich aus den Punkten Strukturen, die die Art und Weise verändern, wie das Licht durch die Glasscheibe dringt. Die Nanostrukturen sind fünfdimensional (5D): Neben der Position auf der x-,y- und z-Achse kommt als Parameter noch die Ausrichtung der Nanostruktur sowie die Größe hinzu, die einen Einfluss auf die Lichtbrechung hat.
Die erste Datei wurde 2013 gespeichert
Kazanskys Team arbeitet seit mehreren Jahren an dieser Technik . 2013 speicherte es erstmals eine 300 KByte große Testdatei in 5D, 2016 eine Kopie der Allgemeinen Erklärung der Menschenrechte.
Der Speicherkristall werde den Menschen und andere Arten überdauern, glauben die Forscher. Derzeit sei es jedoch nicht möglich, Pflanzen oder höhere Lebewesen mithilfe genetischer Informationen zu erschaffen. Allerdings hat die synthetische Biologie in den vergangenen Jahren einige Fortschritte gemacht, etwa die Schaffung eines synthetischen Bakteriums durch das Team von Craig Venter im Jahr 2010.
"Wir wissen aus der Arbeit anderer, dass genetisches Material einfacher Organismen synthetisiert und in einer bestehenden Zelle verwendet werden kann, um ein lebensfähiges Exemplar im Labor zu erzeugen" , sagte Kazansky. "Der 5D-Speicherkristall eröffnet anderen Forschern die Möglichkeit, einen immerwährenden Speicher für genomische Informationen zu schaffen, aus dem komplexe Organismen wie Pflanzen und Tiere wiederhergestellt werden könnten, falls die Wissenschaft das in Zukunft ermöglicht."
Der Speicherkristall wurde dem Memory Of Mankind(öffnet im neuen Fenster) übergeben, einem Archiv des menschlichen Wissens, das in einer Salzmine in Hallstatt in Oberösterreich untergebracht ist.