The World of Molecular Biology exhibit

DNA als Datenspeicher / DNA data storage

German

Für das Leben ist es unerlässlich, Informationen über den Bauplan und die Funktion der Zellen aus denen wir alle bestehen zu speichern, abzurufen und weiterzugeben. Die Moleküle DNA, RNA und eine Unzahl von Molekülmaschinen haben sich entwickelt, um diese Informationen zu verwalten. Wissenschaftler lernen, diese Informationen zu lesen, um herauszufinden, wie Lebewesen funktionieren und um ihre Entwicklungsgeschichte zu erforschen. Beim Menschen können diese Informationen genutzt werden, um Krankheiten zu verstehen, zu verhindern und zu behandeln.

Big Data

DNA speichert Informationen sehr effizient. Wenn wir alle Daten, die die Menschheit produziert hat, in DNA-Code umwandeln würden, hätte diese DNA in einem mittleren Lastwagens Platz. Aktuell werden Daten überall auf der Welt in riesigen Serverfarmen gespeichert die wegen des hohen Stromverbrauchs einen enormen CO2-Fußabdruck haben. Ein lastwagengroßer DNA-Behälter würde nur einen winzigen Bruchteil dieser Energie benötigen. Bedenkt man, dass wir immer schneller immer mehr Daten erzeugen (in den Jahren 2020 und 2021 wurden mehr Daten erzeugt als in der gesamten vorangegangenen Geschichte), ist DNA als Datenspeicher sehr interessant. Allerdings sind die Verfahren, die digitale Daten in künstliche DNA überschreiben und diese dann auch wieder auslesen (noch) langsam und energieintensiv. Daher ist die Massenspeicherung digitaler Daten in künstlicher DNA noch nicht praktikabel.

English

Storage, retrieval and transmission of information about how to build and run organisms is essential to all life. The molecules DNA, RNA and various molecular machines have evolved to fulfil these data tasks in all living things. Scientists are learning to read this information in order to find out how organisms operate and to discover their evolutionary history. In humans the information can be used to assess chances of good health or disease over a lifetime.

Big Data

DNA stores information very efficiently. If we converted all the data humans have ever produced into DNA code, we could store it in a container around the size and weight of a medium sized truck. The DNA container would require a tiny fraction of the energy consumed and carbon dioxide released in storing information in digital data centres around the world. This is appealing in terms of managing the digital data we are producing at ever-increasing rates — more data were created in 2020 and 2021 than in all of preceding history. However, the processes of synthesising and reading DNA are (for the time being) very slow and consume much energy. So mass DNA storage of digital data remains yet impractical.


EMBL research groups investigating DNA as information storage

Groups at EMBL-EBI

EMBL’s European Bioinformatics Institute: Unleashing the potential of big data in biology

Groups at Genome Biology Unit

Scientists in the Genome Biology Unit use and develop cutting-edge methods to study how information across different molecular layers

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