Datalagringens DNA

Nick Goldman.Han konverterade digitala ettor och nollor till DNA-molekylens byggstenar: a, t, g och c.

Precis som disketterna och cd-skivorna kommer hårddiskarna att gå i graven. Mycket talar för att DNA är framtidens lagringsmedium. Forum har träffat forskaren som sparat Shakespeares sonetter i artificiellt DNA.

När den brittiske molekylärbiologen Nick Goldman beställde in den första ölen på Gastwerk Hotel i Hamburg den där aprilkvällen 2010 kände han en molande trötthet i kroppen.

Han lät blicken vila på en av designhotellets råa tegelväggar och sjönk djupare ner i fåtöljen. Det hade varit en lång dag. Mötesdiskussionerna hade präglats av frustration. Ämnet som Goldman och hans kolleger på European Bioinformatics Institute, EMBL-EBI, hade avhandlat var hur de på sikt skulle kunna fortsätta lagra och tillhandahålla molekylärbiologisk forskningsdata.

Ända sedan starten 1992 har institutet, med bas i brittiska Hinxton, fungerat som ett slags dygnetruntöppet bibliotek för internationella forskare. Men de senaste åren har mängden experiment- och forskningsdata som strömmat in till institutet ökat exponentiellt, något man inte kunnat säga om anslagen.

När Goldman blundade såg han en karavan av lastbilar som rullade in på anläggningen för att leverera nya hårddiskar till institutets serverhall som rymmer drygt 40 petabyte data.

Han och hans kolleger visste vad de ökande informationsmängderna kunde leda till. Om ingen hittade en adekvat lösning på lagringsproblemet skulle institutet inom ett par år behöva införa restriktioner kring hur mycket rådata enskilda forskare fick lov att spara i Hinxton. Något som hade kunnat hota forskning som bygger på äldre, komparativ data.

Ny horisont. Samtidigt som mörkret föll utanför hotellbarens fönster vände sig Goldman mot kollegan Ewan Birney som satt bredvid honom i baren. Fanns det några alternativ som ingen tänkt på? Kunde man angripa problemet från en ny horisont?

För en stund lät de tankarna flöda fritt. Och mitt under en diskussion kom idén. Borde man inte kunna lagra information i DNA? Tröttheten var som bortblåst. I det kreativa ruset beställde Goldman och Ewan Birney in en ny omgång öl och en bunt servetter som de kladdade fulla med matematiska formler. Det blev en sen kväll.

Torsdagen den 24 januari 2013 – knappt tre år efter diskussionen i hotellbaren – ringde telefonen på Goldmans klaustrofobiska kontor i Hinxton oavbrutet. Tidskriften Nature hade precis publicerat hans studie och journalister från hela världen ville få en pratstund med mannen som lyckats spara digital information i DNA och sedan läsa tillbaka den igen till sitt ursprungliga format.

Under tre år hade Goldman och hans kollegor på EMBL-EBI arbetat med att utveckla koden. När programmeringsarbetet var klart valde forskargruppen ut fem filer som skulle sparas i artificiellt DNA framställt i laboratorium.

De var på jakt efter material med högt konstnärligt, historiskt och vetenskapligt värde. Valet föll på en textfil med samtliga 154 Shakespeare-sonetter samt en 26 sekunder lång ljudfil med delar av Martin Luther Kings berömda ”I have a dream”-tal – i ett tidigt skede förekom även Lady Gagas musik i diskussionerna. Goldman och hans kolleger valde också att spara en pdf-fil med James Watson och Francis Cricks klassiska artikel om DNA-molekylens struktur samt en jpeg-bild föreställande EMBL-EBI:s högkvarter.

Avancerad kod. Dessutom sparades en textfil som klargjorde hur koden skrivits och hur informationen skulle utläsas. När allt var klart skickades den färdiga koden till Agilent Technologies i San Francisco – ett företag som specialiserat sig på att skriva artificiellt DNA.

Efter några veckor kom ett paket i retur. Goldman slet upp det, tog fram det lilla provröret och höll upp det mot ljuset. Han fick en smärre chock. Röret var tomt.

Han tänkte att det måste ha blivit något fel och sprang med andan i halsen till en kollega som kunde lugna honom. I botten på det fyra centimeter långa röret låg något som liknande en minimal dammpartikel.

Goldman drog en lättnadens suck och postade röret till EMBL-EBI:s laboratorium i tyska Heidelberg där forskare lyckades läsa tillbaka DNA-sekvenserna till sina ursprungliga filformat med en träffprocent på mellan 99,99 och 100 procent. Lagringskapaciteten var häpnadsväckande. Om man skalade upp Goldmans experiment skulle man få plats med 2,2 petabyte data per gram DNA. Det motsvarar cirka 468 000 dvd-skivor.

”Om man sparade hela världens samlade digitala information i DNA hade lådorna med provrör rymts i bakluckan på en mindre skåpbil”, säger Goldman.

Läs hela artikeln i papperstidningen på pekplatta eller i den finlandssvenska tidskriftsajten Skriftly!

Johan Joelsson text

Jonatan Jacobson bilder

Dela:

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

*