Gekopieerd uit de natuur – De kunst van een code schrijven: DNA als tijdloze digitale databank

by | dec 14, 2020 | Biologie, Biomimicry, Onderwijs

Wetenschappers, verbonden aan het Zwitserse onderzoeksinstituut ETH, bedachten een nieuwe methode om informatie langdurig op te slaan. Ze keken daarbij de kunst van de natuur af en gebruikten DNA.

Gegevens worden tegenwoordig vrijwel alleen nog maar digitaal en elektronisch opgeslagen. Op de harde schijf van je computer, op een cd of op een USB-stick. Het probleem met het opslaan van elektronische data is dat het niet voor altijd is. De houdbaarheid van elektronische opslag is beperkt. Dat is niet alleen omdat het bewaren van gegevens energie kost, maar ook omdat de dragers van die gegevens onderhevig zijn aan de tweede wet van de thermodynamica: verval. Een permanent computergeheugen dat de opgeslagen informatie voor altijd kan bewaren, ongeacht of de computer aan of uit staat, moet nog worden uitgevonden.

Bovendien zijn veel opslagmethoden in no time verouderd en kunnen de opgeslagen data niet meer worden afgelezen omdat de afleesapparaten niet meer in gebruik zijn. Denk maar eens terug aan de floppydisk (160KB) of de ZIP-schijf (250 MB).

100 miljoen keer meer!

DNA is – voor zover bekend – de meest compacte manier om informatie op te slaan. Daar is het bij uitstek geschikt voor. De vier letters van het DNA (A, C, G en T) kunnen namelijk net zo goed digitaal worden weggeschreven als 00, 01, 10 en 11. Omgekeerd kun je dus ook elke willekeurige digitale boodschap (wat niets meer is dan een heel lange reeks nullen en enen) eenvoudig omzetten in een DNA-molecuul bestaande uit A, C, G en T. Een container ter grootte van een memorystick, met DNA als opslagmedium, kan dan ongeveer 100 miljoen maal meer informatie bevatten dan gangbare elektronische memorysticks.

Beperkt houdbaar

Het enige probleem waar de Zwitserse wetenschappers tegenaan liepen was om het DNA voor langere tijd te conserveren. DNA is namelijk ook niet onbeperkt houdbaar en vervalt met een halveringstijd van ongeveer 500 jaar. Hier hebben de onderzoekers iets op gevonden. Ze verpakken het DNA luchtdicht in minuscule bolletjes van kwartsglas. Die worden dan bij een temperatuur van minus 18 °C bewaard. Hierdoor blijft het DNA – in theorie – wel een miljoen jaar stabiel en blijft de informatie bewaard, denken de onderzoekers.

Om de digitale informatie terug te krijgen hoeven de bolletjes alleen maar te worden behandeld met vloeizuur (HF). Dat is een extreem agressief zuur dat alleen het kwartsglas oplost. Het zuurbestendige DNA kan daarna weer worden omgezet in digitale code. Althans, dan moet men wel over de juiste apparatuur beschikken om het DNA te isoleren en te ontcijferen.

Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Weet Magazine. De volledige bronvermelding luidt: Borger, P., 2015, Gekopieerd uit de natuur. De kunst van een code schrijven: DNA als tijdloze digitale databank, Weet 31: 44.

M
"

Artikelen

Artikelen