Gespeichert für immer: DNA statt Festplatten

24.03.2017 • 14:45 Uhr / 5 Minuten Lesezeit
Der Vorarlberger Robert Grass spürt der Zukunft der digitalen Datenspeicherung nach. Robert Grass, ETH Zürich
Der Vorarlberger Robert Grass spürt der Zukunft der digitalen Datenspeicherung nach. Robert Grass, ETH Zürich

Wie kann man Daten quasi ewig speichern? Dieser Frage geht Robert Grass nach.

Zürich. „Einen kleinen Nachteil hat es: Je höher man in der Hierarchie steigt, desto mehr Büroarbeit fällt an. Ich bin eigentlich eher ein Tüftler“, sagt Robert Grass. Der gebürtige Bregenzer forscht und lehrt an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich. Für seine Leistungen wurde der Chemiker vor Kurzem zum Titularprofessor ernannt – „eine schöne Anerkennung meiner Arbeit“, wie er es beschreibt. Schon immer hatten den 37-Jährigen die Naturwissenschaften interessiert. Die Faszination an der Chemie wuchs durch einen Lehrer am Bundesgymnasium in Bregenz weiter, sodass Grass sich schließlich für ein Chemieingenieurstudium an der ETH entschied. „Ich dachte, ich versuch’s einfach mal. Wenn es doch nichts für mich gewesen wäre, hätte ich zur Physik gewechselt“, erinnert er sich.

Der richtige Code

Es stellte sich heraus: Das Chemiestudium war das Richtige für ihn. Der Anstoß für seine aktuelle Forschung kam aber aus einer Richtung, die Grass ursprünglich wohl kaum bedacht hatte – aus der Tiermedizin. „Meine Frau ist Tierärztin. Durch ihre Ausbildung habe ich in der Biologie viel gelernt und bin so zur Biochemie gekommen“, erklärt er. Heute befasst sich Grass mit der Erbsubstanz DNA und den Möglichkeiten, die sie bietet.

Was sich kompliziert anhört, ist im Grunde einfach: DNA ist eine Substanz, die wir in unseren Körperzellen tragen und die unsere Gene enthält. Sie besteht aus vier Bauteilen, die in langen Ketten aneinandergereiht sind und vielfältige Kombinationen bilden. So entsteht ein Code, in dem quasi der Bauplan des Lebens angelegt ist. Vielleicht könnte damit aber noch viel mehr codiert werden. Die Bauteil-Kombinationen in der DNA funktionieren vom Prinzip her ganz ähnlich wie der Binärcode, mit dem Computer arbeiten. Grass versucht nun, DNA als digitalen Datenspeicher zu nutzen. Denn all die Texte, Bilder, Videos, die uns täglich umgeben, müssen irgendwo gespeichert werden. „Wir erzeugen mehr Daten, als wir auf Dauer aufbewahren können. Noch machen wir uns wenig Gedanken, wie das in Zukunft alles gesichert werden soll“, stellt Grass fest.

Eine Festplatte halte nur wenige Jahrzehnte. Dazu komme, dass die herkömmlichen Speichermöglichkeiten viel Platz benötigen. Unternehmen wie Facebook oder Google betreiben riesige Datenzentren in mehreren Ländern. Dagegen hat DNA zwei wesentliche Vorteile: „Sie ist sehr lange haltbar und kann ungeheure Datenmengen aufnehmen. Ein Kilogramm DNA könnte sämtliche Datenspeicher der Welt ersetzen.“

Noch viel zu tun

Von einer solchen Verwendung sei die Technologie noch ein großes Stück entfernt, räumt Grass ein. „Aber das Problem ist aktuell. Wir müssen uns entweder damit abfinden, dass wir Daten verlieren werden, oder neue Speichermöglichkeiten entwickeln.“ Dies ist derzeit sein Hauptprojekt. Die praktischen Anwendungsmöglichkeiten von DNA sind damit aber noch lange nicht erschöpft. In der Umweltforschung etwa könnte sie dazu genutzt werden, den Verlauf von unterirdischen Flüssen oder Ölreservoirs zu erkennen. Ein entsprechendes Projekt wird gerade in den Niederlanden umgesetzt.

2012 war Grass zudem Mitbegründer von Genuine ID, einem Unternehmen, das DNA als Echtheitszertifikat von Produkten verwendet (die VN berichteten). Momentan beschäftigen sich zwei seiner Studenten mit der Kommerzialisierung von Genuine ID. „Leider braucht es seine Zeit, bis sich für solche Neuerungen die nötige Akzeptanz entwickelt“, erklärt Grass.

Chemie und Technik

Die Anwendungen, mit denen Grass sich befasst, sollen eine Brücke schlagen zwischen der Biochemie und eher traditionellen Technologien. Damit möchte er eine Lücke in der aktuellen Forschung schließen. „In der Chemie werden heute meist medizinische Fragen behandelt. Wie muss ich eine Chemikalie entwickeln, damit sie als Medikament funktioniert? Mir geht es darum, wie Chemie in der technischen Welt eingesetzt werden kann.“ Und in der Welt der Daten – denn „mit diesem Thema haben wir jeden Tag zu tun, aber wir vergessen immer, wie wichtig es eigentlich ist.“

Wir müssen den Datenverlust akzeptieren oder neue Speichermöglichkeiten finden.

Dr. Robert Grass

Zur Person

Dr. Robert Grass

Leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter und Lehrbeauftragter an der ETH Zürich

Geboren: 5. Dezember 1979 in Bregenz

Ausbildung: Studium der Chemie­ingenieurwissenschaften an der ETH

Familie: verheiratet, drei Kinder

Hobbys: Rudern, Mountainbiken