DNA-Datenspeicherung: Genetischer Code zum Tragen der digitalen Informationen der Welt

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  Quantumrun-Vorausschau
• 14. Dezember 2021

Zusammenfassung der Einblicke

Die DNA-Datenspeicherung, eine nachhaltige und kompakte Methode zur Speicherung großer Datenmengen, könnte unseren Umgang mit digitalen Informationen verändern. Da diese Technologie immer zugänglicher wird, könnte sie eine dauerhafte und sichere Möglichkeit bieten, alles zu speichern, von persönlichen Fotos bis hin zu wichtigen nationalen Archiven. Die umfassenderen Auswirkungen dieses Wandels könnten von der Schaffung neuer Beschäftigungsmöglichkeiten in der Biotechnologie bis hin zur Reduzierung von Elektroschrott reichen und dabei unsere digitale Landschaft neu gestalten.

Kontext der DNA-Datenspeicherung

DNA-Datenspeicherung bezieht sich auf die Aufbewahrung digitaler Daten, die in hochdichten Molekülen gespeichert sind, die genetische Informationen speichern. DNA-basierte Speicherung hat mehrere Vorteile: Sie ist nachhaltig, kompakt und kann problemlos große Datenmengen speichern. DNA-Moleküle sind außerdem sehr stabil und können leicht gelesen, interpretiert und kopiert werden. 

Die Daten der Welt werden in riesigen Rechenzentren gespeichert, die oft so groß wie Fußballfelder sind und über die ganze Welt verstreut sind. Da der weltweite Bedarf an Datenspeicherung steigt, werden umfangreichere Rechenzentren und große Energiemengen für die Speicherung digitaler Informationen unerlässlich. Die steigenden Kapital- und Wartungskosten, die erforderlich sind, um den weltweiten Bedarf an Datenspeicherung zu stillen, haben einen Bedarf an nachhaltigeren Datenspeicherungsalternativen wie der DNA-Speicherung geschaffen. 

Die DNA-Speicherung erfordert die Synthese, Sequenzierung und Einbettung von Codes, um bis zu 17 Exabyte an Informationen pro Gramm zu kodieren. Theoretisch bedeutet das, dass eine Kaffeetasse voller DNA die digitalen Informationen der Welt speichern könnte. Wissenschaftler können bereits Musik, Videos, Bilder und Texte in DNA speichern. Eine einfache Möglichkeit zum Durchsuchen von DNA-Daten ist jedoch unerlässlich, um die DNA-Datenspeicherung zu einer praktikablen Speicheralternative zu machen. 

Störende Wirkung 

Da die DNA-Datenspeichertechnologie immer erschwinglicher und zugänglicher wird, können Menschen möglicherweise ihr gesamtes digitales Leben – von Fotos und Videos bis hin zu Krankenakten und persönlichen Dokumenten – in einem DNA-Fleck speichern. Diese Leistung könnte eine Lösung für das wachsende Problem des Verlusts digitaler Daten aufgrund von Hardwarefehlern oder -veralterung sein. Darüber hinaus könnte es eine nachhaltigere und platzsparendere Methode zur Bewahrung persönlicher Geschichten für künftige Generationen bieten, da DNA bei ordnungsgemäßer Lagerung Tausende von Jahren überdauern kann.

Für Unternehmen könnte die DNA-Datenspeicherung im Zeitalter von Big Data einen Wettbewerbsvorteil bieten. Unternehmen generieren täglich riesige Datenmengen, von Kundeninteraktionen bis hin zu internen Prozessen, und die Möglichkeit, diese Daten kompakt und dauerhaft zu speichern, könnte bahnbrechend sein. Technologiegiganten wie Google oder Amazon könnten beispielsweise Exabytes an Daten auf einem Raum speichern, der nicht größer als ein Standardbüroraum ist, und so ihren physischen Platzbedarf und Energieverbrauch drastisch reduzieren. Darüber hinaus könnte die Langlebigkeit der DNA-Speicherung die Erhaltung wertvoller Unternehmensdaten gewährleisten.

Die Speicherung von DNA-Daten könnte auch eine entscheidende Rolle bei der Erhaltung nationaler Archive und wichtiger Informationen spielen. Regierungen verfügen über große Mengen an historischen, rechtlichen und demografischen Daten, die eine langfristige Speicherung erfordern. Die Speicherung von DNA-Daten könnte eine Lösung darstellen, die nicht nur kompakt und langlebig, sondern auch resistent gegen Cyber-Bedrohungen ist, da DNA-Daten nicht im herkömmlichen Sinne gehackt werden können.

Auswirkungen der DNA-Datenspeicherung

Weitere Auswirkungen der DNA-Datenspeicherung können sein: 

• Unterstützung zukünftiger Exabyte-Dateneinrichtungen bei der Senkung ihres Energie- und Flächenverbrauchs durch Umwandlung von Informationen in ein DNA-Format. 
• Schaffung neuer Arten von Arbeitsplätzen für Wissenschaftler in Unternehmen der Informationstechnologie (IT), um bei der Verwaltung von DNA-basierten IT- und Speicherlösungen zu helfen. 
• Indirekte Entwicklung eines besseren Verständnisses von DNA-Molekülen und Unterstützung von Wissenschaftlern bei der Behandlung genetischer Störungen in medizinischen Bereichen (für Anwendungen wie die Heilung von Mukoviszidose). 
• Eine neue Welle digitaler Ungleichheit, da diejenigen, die es sich leisten können, diese Technologie zu nutzen, über eine bessere Datenspeicherung und -sicherheit verfügen würden, was möglicherweise die digitale Kluft vergrößern würde.
• Erhöhte Investitionen in Forschung und Entwicklung in der DNA-Technologie, wodurch neue Beschäftigungsmöglichkeiten in der Biotechnologie entstehen.
• Neue Gesetzgebung zur Regulierung der Nutzung und des Zugriffs auf in DNA gespeicherte Daten, was zu einer Neudefinition der Datenschutz- und Sicherheitsstandards führt.
• Eine deutliche Reduzierung des Elektroschrotts, da der Bedarf an herkömmlichen Speichergeräten sinkt, was zu einer nachhaltigeren Technologielandschaft beiträgt.

Fragen zu berücksichtigen

• Glauben Sie, dass DNA-Datenspeicherung jemals billig genug sein wird, damit ein normaler Verbraucher sie kaufen kann? 
• Gibt es ethische Probleme, um die sich Wissenschaftler bei ihrem Streben nach der Beherrschung genetischer Moleküle kümmern müssen?