Efficiënte codering voor foutloze dna-opslag ontwikkeld

Onderzoekers uit New York benaderen met een nieuw coderingsschema de theoretisch maximale dichtheid voor robuuste dataopslag in dna-moleculen. Met hun aanpak wisten ze onder meer een stukje film en het Kolibri-besturingssysteem op te slaan en weer terug te halen, al met al ruim twee megabyte aan data.

Dna is een interessante optie voor dataopslag omdat het erfelijke molecuul in de volgorde van zijn bouwstenen grote hoeveelheden gegevens langdurig en compact kan bewaren. Omdat er vier verschillende bouwstenen zijn – aangeduid met A, C, T en G – zijn er in principe twee bits per bouwsteen op te slaan. Praktische bezwaren gooien echter roet in het eten; wanneer dezelfde bouwsteen vaak herhaald wordt of wanneer C en G relatief veel voorkomen, treden er problemen op met uitlezen, synthese of stabiliteit. Uit berekeningen blijkt dat de dichtheid daarom maximaal op 1,83 bits per bouwsteen uitkomt.

Tot nu toe was er echter geen manier uitgedokterd om data efficiënt en betrouwbaar op te slaan. Onderzoekers gebruikten bijvoorbeeld zowel A als C om 0 te coderen, en T en G voor een 1. Hierdoor konden de problemen vermeden worden, maar daalde de dichtheid naar 1 bit per bouwsteen. Andere coderingsschema’s hakken de data op in overlappende stukjes dna. Hiermee kan echter niet gegarandeerd worden dat nooit dataverlies optreedt.