Daten in Plastik speichern? So könnte es funktionieren
Daten sind das Öl der Gegenwart, heißt es gern. Also fallen immer mehr Daten in gigantischen Mengen an, die irgendwo gespeichert werden müssen. Als Erweiterung zu klassischen Speichermedien haben Forschende in den letzten Jahren etwa mit DNA oder mit Plastik, namentlich langen Polymerketten, experimentiert.
Doch die konventionelle Auslesemethode von in synthetischen Polymeren gespeicherten Informationen durch Massenspektrometrie begrenzt die potenzielle Länge der datentragenden Ketten. Doch nun könnten Forschende einen Ausweg aus diesem Dilemma gefunden haben.
Binärer Code aus Säuren
Der Chemiker Kyoung Taek Kim und sein Team von der Seoul National University haben eine neue Methode entwickelt, mit der sehr lange synthetische Polymerketten effizient dekodiert werden können. Ihre Forschungen stellten sie in der deutschen Zeitschrift Angewandte Chemie vor.
Die Wissenschaftler:innen demonstrierten ihren Ansatz, indem sie die Adresse ihrer Universität in den American Standard Code for Information Interchange (ASCII) übersetzten. Dazu packten sie noch einen Code zur Erkennung von Fehlern bei der Datenübertragung. Die mit dieser Zeichenkodierung entstandene Sequenz übertrugen sie wiederum in einen binären Code aus zwei Monomeren. Milchsäurebakterien standen dabei für eine 1, Phenylmilchsäure für eine 0.
So zerlegten die Forschenden die Polymerkette in kleine Einheiten
Dabei entstand eine Polymerkette mit 512 Wiederholungseinheiten und einem Molekulargewicht von 57,3 Kilodalton. Eine Kette, die zu groß für eine Entschlüsselung via Massenspektrometrie wäre. Doch die Forschenden hatten zusätzlich Abschnitte aus Mandelsäure in den Code gepackt. Chemisch aktiviert, konnten diese die Kette in einzelne Abschnitte zerlegen. So waren sie in der Lage, kleinere Einheiten decodieren zu können.
Schrotschuss-Sequenzierung nennt man dieses Verfahren, das auch in der Molekularbiologie zum Einsatz kommt, um lange DNA-Stränge zerlegen und damit leichter analysieren zu können. Mithilfe des Fehlererkennungscodes konnten die Wissenschaftler:innen aus den Abschnitten den gesamten Code rekonstruieren.
Warum die Speicherung in Plastik der in DNA überlegen ist
Das Team war außerdem in der Lage, gezielt einzelne Informationseinheiten zu isolieren, etwa die Stadt oder Postleitzahl aus der übermittelten Adresse. Damit bewiesen sie, dass man einzelne Elemente aus einer langen Kette herauslesen kann, ohne wie bei der Analyse von DNA den gesamten Code übersetzen muss.
