Jedes Mal, wenn wir mit der Bakterie Escherichia coli in Konflikt geraten, kann es zu Durchfall und Bettruhe kommen. Doch sie ist leicht zu kultivieren, und Genetiker arbeiten seit Jahren mit ihr. Die neueste Entwicklung rund um E. coli führt uns zu einer Studie von Wissenschaftlern der Harvard University, die erneut das Potenzial der DNA-Speicherung demonstrierten, indem sie das animierte GIF eines galoppierenden Pferdes in lebenden Bakterien kodierten. Möglich wurde dies durch CRISPR–Cas, das beeindruckende Werkzeug zur Genbearbeitung.
Bisherige Meilensteine der DNA-Speicherung
Zum ersten Mal sprachen wir Mitte 2012 über die Speicherung von Daten in DNA, als ein Team der Harvard University ein ganzes Buch speichern konnte. Ein paar Jahre später entdeckten wir, dass die Band OK Go dasselbe mit einem ihrer Videos tat, und im März wiederholten zwei Forscher den Prozess mit einem Film, einem Betriebssystem und sogar einer Geschenkkarte. Alle diese Experimente nutzten die Technik der In-vitro-Synthese und Sequenzierung, aber dieses Mal speicherte ein anderes Forscherteam in Harvard Daten in lebenden E. coli-Bakterien ... derselben E. coli, die wir in reichlichem Maße mit unserem Kot ausscheiden.
Die Speicherung in lebenden Bakterien
Was genau wurde gespeichert? Kopien mehrerer Bilder und ein animiertes GIF des berühmten Werks „El Caballo en Movimiento“ von Eadweard Muybridge. Neben der Demonstration der Tugenden der DNA als „Festplatte“ diente die Studie auch dazu, die Leistungsfähigkeit des außergewöhnlichen Gen-Editors CRISPR–Cas an die Grenzen zu bringen. Beim Lesen der Bilder durch Sequenzierung des bakteriellen Genoms stellten sie fest, dass die Genauigkeit des Wiederherstellungsprozesses bei 90 Prozent lag. Selbstverständlich erlaubt jede Speicheridee keinen Informationsverlust, aber laut Jeff Nivala ist das Speichern eines animierten GIFs in lebenden E. coli nur ein Machbarkeitsnachweis, und sein Endziel ist viel komplexer.
Im Wesentlichen besteht der Plan darin, Zellen dazu zu bringen, Daten über sich selbst zu sammeln und sie in ihren Genomen für einen späteren Abruf zu speichern, so etwas wie eine Art „molekulares Fernschreibband“. Eines der größten Interessen der Wissenschaftler ist es, die Entwicklung von Neuronen zuverlässig aufzuzeichnen und vielleicht sogar synaptische Aktivität zu erfassen.
