{"id":5109,"date":"2019-01-11T13:19:24","date_gmt":"2019-01-11T13:19:24","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.kolabtree.com\/?p=5109"},"modified":"2020-03-06T07:41:19","modified_gmt":"2020-03-06T07:41:19","slug":"the-rise-of-dna-data-storage","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.kolabtree.com\/blog\/de\/the-rise-of-dna-data-storage\/","title":{"rendered":"Das Aufkommen der DNA-Datenspeicherung"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_45_1 counter-flat ez-toc-counter ez-toc-grey ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\">Das Inhaltsverzeichnis<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" area-label=\"ez-toc-toggle-icon-1\"><label for=\"item-69f19e1522e06\" aria-label=\"Table of Content\"><span style=\"display: flex;align-items: center;width: 35px;height: 30px;justify-content: center;direction:ltr;\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewbox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewbox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseprofile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/label><input  type=\"checkbox\" id=\"item-69f19e1522e06\"><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1' ><li class='ez-toc-page-1'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/blog\/de\/the-rise-of-dna-data-storage\/#DNA_as_a_data_storage_tool_Pros\" title=\"DNA als Instrument zur Datenspeicherung: Pro\">DNA als Instrument zur Datenspeicherung: Pro<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/blog\/de\/the-rise-of-dna-data-storage\/#Converting_digital_data_to_biological_data\" title=\"Umwandlung digitaler Daten in biologische Daten\">Umwandlung digitaler Daten in biologische Daten<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/blog\/de\/the-rise-of-dna-data-storage\/#DNA_as_a_data_storage_tool_Current_hurdles\" title=\"DNA als Instrument zur Datenspeicherung: Aktuelle H\u00fcrden\">DNA als Instrument zur Datenspeicherung: Aktuelle H\u00fcrden<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<p><em>Einstellen eines\u00a0<a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/dna-sequencing-data-analysis?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">freiberuflicher DNA-Sequenzierungsdatenanalyst<\/a> kann eine kosteneffiziente L\u00f6sung sein, wenn Sie bei Bedarf einen qualifizierten Experten zu Rate ziehen m\u00f6chten.<\/p>\n<p>Wird der Tag kommen, an dem wir Dateien auf genetische Informationen herunterladen und speichern, da die Speicherung von DNA-Daten bald Realit\u00e4t sein wird? Was sind die Herausforderungen und Chancen? <a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/maya-raghunandan--ph-d\/\">Maya Raghunandan<\/a>PhD in <a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/biochemistry?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Biochemie<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/molecular-biology?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Molekularbiologie<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/?utm_source=Blog_DNAstorage\">Kolabtree<\/a> freiberuflicher Wissenschaftler, gibt einen \u00dcberblick.\u00a0<\/em><\/p>\n<p>Jeden Tag nutzen wir die Digitaltechnik. Wir machen Fotos, chatten, laden Dokumente herunter, sehen uns ein Video an und so weiter. Eine F\u00fclle von Informationen ist dank der digital gespeicherten Daten jederzeit abrufbar, und zwar in Form von Anordnungen von 0 und 1 auf zahlreichen Festplattenlaufwerken mit Silikonchips und Magnetb\u00e4ndern. Die anhaltende Datenexplosion st\u00f6\u00dft bereits jetzt an die Grenzen der Speicherkapazit\u00e4ten und wird voraussichtlich die verf\u00fcgbare Infrastruktur sprengen. <a href=\"https:\/\/www.wired.com\/story\/the-rise-of-dna-data-storage\/\">Bis 2040<\/a>Die Datenflut kann 10 bis 100 Mal mehr Silizium in Mikrochipqualit\u00e4t erfordern, als zur Verf\u00fcgung steht. Dieses Problem hat Forscher auf der ganzen Welt dazu veranlasst, einen Durchbruch bei der alternativen Datenspeicherung zu erzielen.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"DNA_as_a_data_storage_tool_Pros\"><\/span>DNA als Instrument zur Datenspeicherung: Pro<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Gl\u00fccklicherweise bietet uns Mutter Natur eine L\u00f6sung in Form unserer genetischen Information, die den Bauplan kodiert - die DNA. Diese Idee gewann 2012 an Boden, als Forscher der <a href=\"http:\/\/www.extremetech.com\/extreme\/134672-harvard-cracks-dna-storage-crams-700-terabytes-of-data-into-a-single-gram\">Harvard<\/a> verschl\u00fcsselte ein Buch mit 52.000 W\u00f6rtern in Tausenden von DNA-Str\u00e4ngen. In der Folgezeit haben viele andere Forscher den Ansatz zum Schreiben digitaler Daten auf die DNA und zum Abrufen dieser Daten validiert und weiterentwickelt. Einige prominente Beispiele sind die Forscher von <a href=\"https:\/\/motherboard.vice.com\/en_us\/article\/pgwd9z\/dna-data-storage-columbia-university\">Columbia-Universit\u00e4t<\/a>, <a href=\"https:\/\/csl.illinois.edu\/news\/illinois-receives-15-million-lower-cost-improve-viability-dna-data-storage\">Universit\u00e4t von Illinois in Urbana-Champaign<\/a>, <a href=\"https:\/\/news.cs.washington.edu\/2018\/02\/19\/uw-and-microsoft-researchers-achieve-random-access-in-large-scale-dna-data-storage\/\">Universit\u00e4t von Washington<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.ebi.ac.uk\/about\/news\/press-releases\/DNA-storage\">Europ\u00e4isches Institut f\u00fcr Bioinformatik<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.ethz.ch\/en\/news-and-events\/eth-news\/news\/2015\/02\/data-storage-for-eternity.html\">ETH Z\u00fcrich<\/a>. In 2017, the US government announced potential interest in DNA storage <a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/blog\/de\/ensuring-reproducibility-in-ai-driven-research-how-freelance-experts-can-help-in-biotech-and-healthcare\/\">Forschung<\/a>, as a part of its national security research branch activities. Many tech giants, including <a href=\"https:\/\/www.microsoft.com\/en-us\/research\/publication\/random-access-in-large-scale-dna-data-storage\/\">Microsoft<\/a>Sie zeigen ein starkes Interesse an der DNA als k\u00fcnftigem Datenspeicher.  In der Tat, <a href=\"https:\/\/www.onmsft.com\/news\/microsoft-research-university-washington-set-dna-data-storage-record\">Microsoft und die Universit\u00e4t von Washington<\/a> arbeiteten zusammen, um \"35 verschiedene Dateien (\u00fcber 200 MB Daten) in mehr als 13 Millionen DNA-Oligonukleotiden\" zu speichern, die fehlerfrei wiederhergestellt wurden. Angesichts der sich abzeichnenden Datenspeicherkrise kann die DNA aus vielen Gr\u00fcnden eine biologische Alternative darstellen.<\/p>\n<ul>\n<li>Die DNA ist sehr stabil und kann Hunderte von Jahren \u00fcberdauern.<\/li>\n<li>Es ist sehr kompakt und ben\u00f6tigt sehr wenig Lagerfl\u00e4che<\/li>\n<li>Es ist einfach zu replizieren und Sicherungskopien zu erstellen<\/li>\n<li>Sie wird als Technologie nicht veraltet sein<\/li>\n<li>Sie hat eine Informationsspeicherdichte, die jede andere Technologie \u00fcbertrifft. <a href=\"http:\/\/www.extremetech.com\/extreme\/134672-harvard-cracks-dna-storage-crams-700-terabytes-of-data-into-a-single-gram\">1 Gramm<\/a> der DNA kann 700 Terabyte Daten speichern.\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nature.com\/news\/how-dna-could-store-all-the-world-s-data-1.20496\">Ein paar Kilogramm DNA<\/a> einen Gro\u00dfteil der weltweiten Energie speichern kann.<\/li>\n<\/ul>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Converting_digital_data_to_biological_data\"><\/span>Umwandlung digitaler Daten in biologische Daten<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Theoretisch ist die Grundlage der Informationsspeicherung in der DNS dem Bin\u00e4rcode grunds\u00e4tzlich \u00e4hnlich, wenn auch nach einem etwas anderen Verfahren. Anstatt wie bei den traditionellen Methoden 0 und 1 zu verwenden, werden die Informationen in der DNA als A, T, G und C (Adenin, Cytosin, Thymin und Guanin) gespeichert. Dies w\u00fcrde so funktionieren, dass wir den Nukleotiden verschiedene bin\u00e4re Codes zuordnen. Zum Beispiel 00 = A, 01 = C, 10 = T und 11 = G. Nun ist ein Bild normalerweise als eine Reihe von 0en und 1en kodiert; ein Beispiel f\u00fcr den Reihenanfang kann 0011100100 sein. Wenn wir sie in Paare zerlegen - 00 11 10 01 00 - w\u00fcrde dies A-G-T-C-A ergeben. Diese Sequenz w\u00e4re die Reihenfolge der Nukleotide zur Bildung eines DNA-Strangs. Sobald die Sequenz bestimmt ist, kann die DNA chemisch synthetisiert, getrocknet und in winzigen Fl\u00e4schchen gelagert werden, die vor Licht und Feuchtigkeit gesch\u00fctzt sind. Ein einziges Gramm DNA kann bis zu 215 Millionen Gigabyte an Daten speichern.<\/p>\n<p>Die DNA kann mit Hilfe eines DNA-Sequenzierungsverfahrens \"zur\u00fcckgelesen\" werden, das in verschiedenen Labors weltweit routinem\u00e4\u00dfig eingesetzt wird. Dieser Prozess w\u00fcrde eine Buchstabensequenzdatei ergeben, die dann wieder in 0s und 1s dekodiert werden kann, um die urspr\u00fcnglichen digitalen Daten zu erhalten.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"DNA_as_a_data_storage_tool_Current_hurdles\"><\/span>DNA als Instrument zur Datenspeicherung: Aktuelle H\u00fcrden<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Damit die DNA-Datenspeicherung eine praktische Wahl f\u00fcr die Datenspeicherung ist, muss der gesamte Prozess des Codierens, Schreibens, Lesens und Dekodierens von Informationen automatisiert werden. Die derzeit verwendeten Technologien sind zeitaufwendig und fehleranf\u00e4llig. Vor allem m\u00fcssen die Kosten f\u00fcr diese Techniken drastisch sinken, damit die DNA-Datenspeicherung wirtschaftlich rentabel ist.<\/p>\n<p>Mit den derzeitigen DNA-Synthesetechnologien k\u00f6nnen keine besonders langen DNA-Abschnitte synthetisiert werden; die Grenze liegt bei etwa 20 Byte Daten pro Strang. Die Daten m\u00fcssten also in St\u00fccke zerlegt, f\u00fcr die Br\u00fcche markiert und dann in das DNA-Format umgewandelt werden. Die gr\u00f6\u00dferen H\u00fcrden sind im System zum Abrufen der Daten zu finden. Wenn ein DNA-Strang \"gelesen\" wird, wird er dauerhaft vernichtet. Daher w\u00e4ren viele Sicherungskopien unerl\u00e4sslich. Au\u00dferdem m\u00fcssten bei den derzeitigen Datenabrufsystemen die gesamten Daten in einem Speicherr\u00f6hrchen gelesen werden. Inzwischen sind neue <em><a href=\"https:\/\/phys.org\/news\/2018-02-random-access-large-scale-dna-storage.html\">Zufallszugriff<\/a><\/em> Techniken, die sich am Horizont abzeichnen, lassen erahnen, dass der Abruf einzelner Dateien zu einer realen M\u00f6glichkeit wird.<\/p>\n<p>Die Verwendbarkeit der DNA als Datenspeicher wird von den Fortschritten in der Biotechnologie und der Gentechnik abh\u00e4ngen. Die Geschwindigkeit, mit der die DNA-Sequenzierungstechniken fortgeschritten sind, deutet darauf hin, dass die DNA-Datenspeicherung bald Realit\u00e4t werden k\u00f6nnte. Da sich verschiedene Technologien langsam der Bio-Mimikry zuwenden, ist es nur angemessen, dass die DNA - das grundlegende Speichermolek\u00fcl des Lebens - auch als unsere Datenbank dient.<\/p>\n<p>Wenn Sie einen Arzt aufsuchen m\u00fcssen\u00a0<a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/dna-sequencing-data-analysis?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">DNA-Sequenzierungsdaten-Analyst<\/a>\u00a0oder eine\u00a0<a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/bioinformatics?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">freiberuflicher Bioinformatiker<\/a>Kolabtree hilft Ihnen, aus einer Reihe von Experten zu w\u00e4hlen, je nach Ihren Projektanforderungen. Stellen Sie ein Projekt ein und holen Sie kostenlos Angebote ein.<\/p>\n<p><strong>Verwandte Experten:\u00a0<\/strong><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/crispr?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">CRISPR-Experte<\/a>\u00a0|\u00a0<a href=\"http:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/Plant-Genetics?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Pflanzengenetik<\/a>\u00a0|\u00a0<a href=\"http:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/Developmental-Biology?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Entwicklungsbiologie<\/a>\u00a0|\u00a0<a href=\"http:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/Gene-Therapy?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Gentherapie<\/a>\u00a0|\u00a0<a href=\"http:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/Stem-Cells?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Stammzellen\u00a0<\/a>|<br \/>\n<a href=\"http:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/DNA-Sequencing-Data-Analysis?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Analyse von DNA-Sequenzierungsdaten<\/a>\u00a0|<a href=\"http:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/Animal-Genetics?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Tiergenetik<\/a>\u00a0|<a href=\"http:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/Drug-Interactions?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">\u00a0Wechselwirkungen mit Medikamenten<\/a>\u00a0|\u00a0<a href=\"http:\/\/www.kolabtree.com\/find-an-expert\/subject\/genetics-and-genomics?utm_source=Blog&amp;utm_medium=Post&amp;utm_campaign=DNAstorage\">Genetik und Genomik<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Hiring a\u00a0freelance DNA sequencing data analyst can be a cost-effective solution if you need to consult a qualified expert, on demand. 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