Het opslaan van gegevens in DNA lijkt in eerste instantie science fiction. Maar hoogleraar Tom de Greef laat met zijn onderzoeksteam zien dat het binnen vijf tot tien jaar wel degelijk kan. Het gaat om een sterk staaltje omdenken, want de gegevens worden dan niet meer opgeslagen als nullen en enen op een harde schijf maar als basenparen, AT en CG, waaruit het DNA bestaat. Het grootste voordeel van opslag in DNA is dat dit aanzienlijk minder energie vreet dan de opslag in klassieke datacentra.
Data zijn tegenwoordig, ook in de gezondheidszorg, het nieuwe goud. Het realiseren van voldoende opslagcapaciteit wordt echter steeds complexer en reusachtige datacentra zijn heuse milieuonvriendelijke stroomvreters. Hoogleraar Tom de Greef van TU Eindhoven denkt dat dataopslag van gegevens in DNA al binnen vijf tot tien jaar een serieus alternatief kan bieden. Zijn hoogstaande opslagtechnologie heeft namelijk relatief weinig ruimte nodig en verbruikt aanzienlijk minder energie.
Vloedgolf aan big data
Deze innovatieve opslagoptie is volgens de Greef hard nodig, want niet alleen het energieverbruik van datacentra is een groot probleem. Ook ontstaat door de vloedgolf aan data ook een chronisch tekort aan ruimte. Al in 2017 waarschuwden onderzoeksorganisaties voor de razendsnel groeiende berg aan data en inmiddels is dit dus echt een zeer serieus probleem geworden. De Greef stelt op de website van TU Eindhoven onomwonden: “Over drie jaar genereren we me wereldwijd zoveel data dat we de helft niet meer op kunnen slaan.”
Dataopslag in DNA goed alternatief
Dataopslag in DNA kan dé oplossing voor deze problemen zijn en kan binnen vijf tot tien jaar zelfs al operationeel zijn. Een artikel van de onderzoeksgroep uit Eindhoven over dit thema verscheen in het tijdschrift Nature Nanotechnology, onder de titel ‘DNA storage in thermoresponsive microcapsules for repeated random multiplexed data access’. Zo’n DNA-datacentrum zal er dan uitzien als een soort laboratorium. In een deel van het gebouw worden via DNA-synthese nieuwe bestanden gecodeerd. Een ander deel van het lab bevat dan grote velden met capsules bevatten waarbij elke capsule een databestand verpakt. Een robotarm zal een capsule verwijderen, de inhoud lezen en terugplaatsen.
Opslag in synthetisch DNA
Concreet gaat het bij dit onderzoek over synthetische DNA, DNA dus dat door de mens wordt gemaakt. In het laboratorium worden basen in een bepaalde volgorde aan elkaar geplakt om synthetisch geproduceerde DNA-strengen te vormen. Bestanden en foto's die nu in datacenters staan, kunnen vervolgens dan daadwerkelijk in DNA worden opgeslagen. Een nadeel van deze techniek is dat hij vooralsnog alleen geschikt is voor archivering. Het uitlezen van de bestanden die opgeslagen zijn in het DNA is erg duur, dus in principe wil je de DNA-bestanden zo min mogelijk raadplegen.
Eerste DNA dataopslag centrum in Nederland?
De Greef en zijn onderzoeksteam zijn druk bezig om dit probleem te tackelen. Slimme temperatuurgevoelige capsules zijn hierbij belangrijk en tevens is er een fluorescerende technologie waarmee elk bestand zijn eigen kleurtje kan krijgen. Volgens hem zijn de problemen rond het uitlezen van de data met deze slimme technologieën op te lossen. Voordat de DNA-opslagtechniek kan worden gebruikt, moeten volgens hem wel eerst de kosten van DNA-synthese verder omlaag. Hij verwacht echter dat dit relatief snel gaat gebeuren en dat het dus vooral nog een kwestie van tijd is voor DNA-dataopslag daadwerkelijk operationeel kan worden. Hij hoopt in ieder geval sowieso dat Nederland al binnenkort het allereerste DNA-centrum ter wereld kan presenteren!
