Je hele bouwplan staat beschreven in enkele tientallen moleculen met slechts vier verschillende DNA-letters. Daarmee beschikt de natuur over een superefficiënt datacentrum. Kunnen we dat namaken? Dankzij een doorbraak in het onderzoek van Tom de Greef zijn we een flinke stap dichter bij een DNA-datacentrum, waarin we bestanden millennia lang kunnen opslaan.

Waarom is een DNA-datacentrum nu dichterbij gekomen?

‘Tot nu toe kon er eigenlijk maar één DNA-bestand tegelijk worden uitgelezen. Elke keer als je zo’n bestand uitlas, ging er ook nog een deel van de data verloren door leesfouten. Door de nieuwe methode die wij hebben ontwikkeld kunnen we meerdere DNA-bestanden tegelijk uitlezen, en dat zonder dataverlies. Ook hebben we elk bestand een fluorescent label gegeven met een bepaalde kleur, zodat er een soort zoeksysteem ontstaat.’

Tom de Greef is hoogleraar synthetische biologie aan de TU Eindhoven. Hij onderzoekt manieren om biologie te transformeren naar technologie. De resultaten van zijn onderzoek naar DNA-opslag staan in het vakblad Nature nanotechnology.

Wanneer opent het eerste DNA-datacentrum?

‘Op dit moment is het maken van synthetisch DNA nog te duur om aantrekkelijker te zijn dan traditionele dataopslag. De prijs van een DNA-bestand moet nog zo’n duizend tot tienduizend keer lager komen te liggen. Maar DNA-synthese daalt al een tijdlang exponentieel in prijs. Ik heb goede hoop dat we rond 2030 DNA-datacentra kunnen verwachten.’

Er is meer onderzoek nodig naar het effect van ruimtevaart op het brein
LEES OOK

Er is meer onderzoek nodig naar het effect van ruimtevaart op het brein

Om veilig te ruimtereizen, moeten we in beeld krijgen hoe een leven zonder aardse zwaartekracht de hersenen beïnvloedt, stelt Elisa Raffaella Ferrè.

Werkt DNA-opslag beter dan digitale opslag?

‘De informatiedichtheid van DNA ligt veel hoger dan het beste wat digitale opslag te bieden heeft. DNA-moleculen zijn namelijk heel klein. Daardoor heb je veel minder fysieke ruimte nodig om je data op te slaan. In het lab hebben onderzoekers ook al DNA gemaakt met een extra set baseparen, als toevoeging aan de biologische AT en CG, waardoor de informatiedichtheid nog hoger wordt. Ook hoef je DNA-bestanden niet om de zoveel jaar over te schrijven, zoals het geval is bij magnetische tape. Dat is op dit moment de standaardmanier om archiefdata op te slaan, maar dat moet elke tien tot dertig jaar vervangen worden.’

Krijgen we ooit een harde schijf gemaakt van DNA?

‘Je zult nooit de harde schijf in je laptop kunnen vervangen door DNA, helaas. Daarvoor is de uitleessnelheid te laag. Deze vorm van opslag is vooral geschikt voor het bewaren van archiefstukken: informatie die niet verloren mag gaan, maar waar we ook niet zo vaak naar kijken. Dan maakt een wat langzamere uitleessnelheid ook niet zo veel meer uit.’

Is een DNA-datacentrum ook beter voor het milieu?

‘Jazeker. Wanneer je DNA-bestand eenmaal gesynthetiseerd is, hoef je er geen energie meer in te stoppen. DNA-bestanden uitlezen kost wel energie. Je moet een zogeheten PCR-reactie opstarten, en daarvoor moet de temperatuur omhoog tot wel 94 graden Celsius. Voor de beste resultaten moet je DNA ook bewaren in een stabiele omgeving. Maar dat alles is niks in vergelijking met de hoeveelheid energie en water die het kost om een traditioneel datacentrum koel te houden. Bovendien kunnen wetenschappers nu al DNA uitlezen van tienduizenden jaren oud. Dat heeft ook niet al die tijd in een kamer met airco gelegen. Als we het synthetische DNA nog wat langer stabiel weten te houden, dan blijft het zo meer dan duizend jaar in goede staat.’

Welke boodschap wilt u in DNA opslaan, voor de mensheid over duizend jaar?

“Life is a journey to be experienced, not a problem to be solved”, van de schrijver van Winnie de Poeh, Alan Alexander Milne.’