Arvestoffet DNA har flere fordeler som lagringsmedium. Det er gammelt og velprøvd, det er holdbart, det tar liten plass og det kopierer seg selv. Nå har sveitsiske forskere klart å lagre data i DNA og vise at det kan leses av feilfritt to tusen år seinere ved å kapsle det inn i kvarts og bruke digital feilkorreksjon. (Foto: Microstock)
Lagrer data som DNA i kvarts
Data fra Jesu tid kunne vært hentet fram i dag med ny metode.
Hvis manntallet til keiser Augustus hadde vært lagret i en database i år null, ville vi garantert hatt problemer med å lese fila i dag.
Ikke bare ville filformatet vært uforståelig. Allerede nå er det nesten umulig å finne noe sted å stappe inn Jaz- eller zip-disker fra noen tiår tilbake, for ikke å si magnetbånd eller hullkort.
Neste problem: Fila ville trolig være ødelagt. Harddisken til Augustus ville vært i skrøpelig forfatning.
Hvis Augustus rådde over vår teknologi, kunne han løst problemet. Han kunne innskrevet manntallet i sitt eget arvestoff DNA.
Det er nettopp hva forskere fra Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) i Zürich nå har klart. De har lagret og hentet fram igjen data i DNA to tusen år seinere.
Hva? Hvor gammel er egentlig denne høyskolen? Den ble stiftet i 1854. Forskerne omgikk problemet. De varmet opp arvestoffet med de lagrede dataene til rundt 70 grader Celsius. Slik framskyndet de aldringsprosessen og simulerte to tusen år.
83 kilobyte med data ble lagret i DNA. Med de fire nukleinsyrene, de fire bokstavene i DNA-alfabetet, skrev forskerne inn den sveitsiske grunnloven fra 1291 og Metoden, en tekst av Arkimedes.
Resultatene ble publisert tidligere i år, men presenteres nå på en konferanse organisert av American Chemical Society.
Gamle Svarten
Nå er det ikke selvsagt at arvestoff fra så langt tilbake vil holde seg i 2000 år. Selv om DNA er holdbart, er det grenser. En studie i Nature fra 2012 har beregnet at etter 521 år er halvparten av dataene i DNA ødelagt.
Hvordan løste forskerne dette problemet? For det første: De lot seg inspirere av DNA fra gamle fossiler.
Riktignok er drømmen – eller marerittet – om å gjenopplive Tyrannosaurus Rex bare en drøm. Så gammelt DNA vil uansett gå i stykker.
Likevel – forskere har klart å bestemme arvestoffet til fossilet av en 700 000 år gammel hest.
Przewalskihesten er den aller siste virkelige villhesten og har aldri vært temmet. Dens og alle andre hesters forfar er sannsynligvis mye eldre enn hittil antatt. (Foto: Ancalagon/Wikimedia Creative Commons)
Kunstig fossil
Annonse
Hvordan kunne hesten ha DNA intakt? Svaret er at et bein med DNA fra hesten var innkapslet i stein. Det var et fossil.
Forskerne fra ETH Zürich har på sett og vis laget et kunstig fossil av arvestoffet med data. De kapslet det inn i ørsmå kuler av kvarts, ett av naturens hardeste stoffer.
Finn en feil
For det andre: De brukte for første gang i denne sammenhengen et knep som også sikrer at DVD-plater spiller bra selv når de har fått en ripe. De brukte feilkorreksjon og klarte å lese av data feilfritt.
Feilkorreksjon vil si å legge til litt data. Disse ekstradataene sjekker at dataene du har lagret er riktige. De kan for eksempel – veldig enkelt sagt – være summen av alle tallene du har lagret.
Hvis summen da ikke stemmer med tallene du leser av, vet du at noe er feil. Med snedige metoder kan feilkorreksjonen regne seg fram til hva slags tall du egentlig skulle lest av. Feilen er rettet.
Urgammel teknologi
Å lagre data i DNA er ennå kostbart. Tenk bare på hvor mye det koster å få kartlagt sitt eget arvestoff – foreløpig. Hva er gevinsten som får forskerne til å presse på for å klare det?
For det første: Prisen går stadig ned. Om noen tiår kan ditt personlige genom være julegaven du egentlig ikke ønsket deg.
For det andre: DNA er velprøvet teknologi. Flere milliarder år gammel teknologi – gammel som livet selv – må ha noe for seg.
Å berge et berg av data
For det tredje: DNA tar liten plass. Du kan lagre hundretusener av terabyte i noen få gram DNA.
Annonse
Datamengdene i verden øker eksplosivt. Behovet for å ta vare på alle disse dataene vokser. Framtidas historikere vil neppe tilgi oss hvis vi lar uvurderlige hverdagstvitringer ruste bort i jernoksidet på forgjengelige harddisker.
Signalet i cellene
Manntallet til Augustus er tapt for alltid. Han behersket ikke teknologien. Men noen forskere har en vill teori: Kanskje har fremmede sivilisasjoner allerede gjort jobben – lenge før Augustus?
I så fall har disse fremmede intelligensene utnyttet den fjerde og siste fordelen med DNA som lagringsmedium: Det er utrolig bra på å kopiere seg selv.
Det ville kanskje være en nedtur å måtte innse at all vår lengsel, all vår beiling og romantikk og våre hete og svette netter i virkeligheten er sikkerhetskopiering av data fra en fremmed sivilisasjon et sted der ute i den kosmiske dataskyen.
På den andre siden: Da har vi intet å tape. Verken på magnetbånd eller harddisker.
Dr. Robert N. Grass m.fl.: Robust Chemical Preservation of Digital Information on DNA in Silica with Error-Correcting Codes, Angewandte Chemie, 4.februar 2015, DOI: 10.1002/anie.201411378, sammendrag.
