Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DNA in Glas

17.02.2015

Dauerhafte Informationsspeicherung in DNA ist möglich

Proben von Mammuts, Höhlenbären, etc. zeigen es: Sequenzierfähige DNA kann Zehn- bis Hunderttausende von Jahren alt sein. Dass die Speicherung von DNA nicht nur auf Fossilien in Permafrost beschränkt ist, sondern auch in Glas in der Art eines "fossilen Knochens" funktioniert, dokumentieren Robert N. Grass und Kollegen von der ETH Zürich in ihrer Zuschrift in der Zeitschrift Angewandte Chemie.


Die Speicherung von DNA ist in Glas in der Art eines "fossilen Knochens" möglich

(c) Wiley-VCH

Seit einigen Jahren gibt es Ansätze, die "Sprache" von DNA zu nutzen, um digitale Informationen darin zu codieren und zu speichern. "Diese Ansätze können jedoch mit Fehlern nicht effizient umgehen und sind daher nicht zuverlässig", erläutern Grass und Kollegen. "Außerdem benennen diese Ansätze keine (physikalische) Speicherform, um DNA dauerhaft stabil zu halten".

Daher kombinierten die Forscher ein korrekturfähiges Codierungsschema mit der Einbettung von informationstragenden DNA-Stücken in eine Siliciumdioxidmatrix. Die somit verkapselte DNA ließ sich durch einfachen Fluoridaufschluss wieder extrahieren, sequenzieren und fehlerkorrigiert decodieren. "Die Experimente zeigen, dass nur durch eine Kombination dieser beiden Verfahren digitale Information aus DNA wiedererhalten kann, die unter den Bedingungen des weltweiten Saatgut-Tresors (bei -18 °C) mehr als 1 Million Jahre aufbewahrt wird", erläutern die Forscher

Um die unterschiedlichen Bedingungen zu simulieren, verglichen die Wissenschaftler verschiedene Aufbewahrungsformen miteinander: Die codierte DNA lag entweder getrocknet, auf Filterpapier aufgetragen, in eine Polymermatrix eingebettet oder in Siliciumdioxidglas verkapselt vor.

Über vier Wochen hinweg setzten sie diese Proben verschiedenen Temperaturen und unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit aus und prüften im Anschluss die Integrität der DNA. Extrapoliert auf tiefe Temperaturen (wie zum Beispiel im Permafrost vorhanden) bewies die Glasverkapselung die deutlich beste Integrität. Nach diesen Experimenten wäre es über simulierte 1 Million Jahre möglich, die in der DNA gespeicherte Information fehlerfrei wieder auszulesen.

Die Wissenschaftler wählten als Anwendungsbeispiel zwei historische Texte aus, zum Einen den Schweizer Bundesbrief von 1291, zum Anderen die englische Übersetzung des antiken Palimpsest von Archimedes über die Grundzüge der Integralrechnung. Die Buchstaben des Texts (oder, wie die Autoren betonen, auch allgemein zwei Bytes einer digitalen Datei) wurden immer paarweise in Dreierelemente übertragen und diese dann in 158 Nukleotide lange DNA-Sequenzen überführt.

Außer der codierten Originalinformation enthalten die somit synthetisierten DNA-Sequenzen Indexeinträge und Redundanzelemente für die effektive Fehlerkorrektur nach dem Reed-Solomon-Verfahren. Die Natur speichert Erbinformation für die Evolution der Lebewesen. Die Menschen speichern Informationen, um Wissen weiterzugeben. Über Zeiträume von Millionen von Jahren hinweg kann das in der Form von DNA durchaus sinnvoll sein.

Angewandte Chemie: Presseinfo 04/2015

Autor: Robert N. Grass, ETH Zürich (Switzerland), http://www.fml.ethz.ch/the-lab/people/lecturer.html

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201411378

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ein neues Mittel gegen Zöliakie
24.09.2018 | Technische Universität Wien

nachricht Zika und Gelbfieber: Impfstoffe ohne Ei
21.09.2018 | Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

Auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Angiologie (DGA) vom 12. bis 15. September in Münster stellten Gefäßspezialisten aus ganz Deutschland die neuesten Therapien bei Gefäßerkrankungen vor. Vor allem in den Bereichen periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) und venöse Verschlusskrankheiten wie die Tiefe Venenthrombose (TVT) gibt gute Neuigkeiten für die Patienten. Viele der 720 Gefäßspezialisten, die an der Jahrestagung teilnahmen, stellten neueste Studienergebnisse vor.

Millionen Menschen leiden in Deutschland unter Gefäßerkrankungen, allein rund fünf Millionen unter der „Schaufensterkrankheit“, medizinisch periphere...

Im Focus: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Mit traditionellen Methoden gegen extreme Trockenheit

24.09.2018 | Geowissenschaften

Europäische Spitzenforschung auf der EuMW

24.09.2018 | Messenachrichten

Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

24.09.2018 | Medizintechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics