Wissen

25
Jan
2013

DNA als digitale Speichermöglichkeit

Biochemie
Das Erbmolekül DNA könnte auf absehbarer Zeit als digitaler Speicher verwendet werden. Wissenschaftler aus den USA und Großbritannien berichten im Britischen Fachblatt "Nature, dass es ihnen gelungen sei Teile der Rede I have a dream von Martin Luther King verschlüsselt und später wieder entschlüsselt zu haben. Ein großer Vorteil ihres Verfahrens sei die sehr hohe Genauigkeit bei der Entschlüsselung der DNA-Daten, berichten die Wissenschaftler. Der größte Vorteil der speicherung von Informationen in der DNA ist, dass große Mengen an Daten auf kleinsten raum passen. So passen in eine kleine Tasse Tee etwa 100 Millionen Stunden hochaufgelöste Videodateien.

Um zu zeigen, dass Speicherung und Decodierung funktionieren, hatte das Team um Nick Goldman vom britischen European Bioinformatics Institute fünf digitale Formate ausgewählt. Außer dem Ausschnitt aus Luther Kings Rede im MP3-Format waren das ein JPEG-Foto, eine PDF-Datei einer wissenschaftlichen Arbeit, eine TXT-Datei mit allen Sonetten Shakespeares sowie eine Datei mit dem Verschlüsselungscode. Alle Dateien zusammen waren 739 Kilobyte groß. Zum Vergleich: Ein typisches digitales Foto hat eine Größe von 2000 bis 5000 Kilobyte.

Den zugrundeliegenden digitalen Code der Dateien übersetzen die Forscher nach einem bestimmen Verfahren in den biologischen Code Also in die vier Basen, aus denen die DNA aufgebaut ist. Wissenschaftler in den USA bauten danach die DNA-Moleküle zusammen. Sie spalteten den Code dazu in viele kleine, sich überlappende Abschnitte und versahen die Fragmente mit kurzen Anhängseln, aus denen die Position der einzelnen Abschnitte im gesamten Code hervorgeht. Dadurch seien Fehler beim Herstellen der DNA sehr unwahrscheinlich, berichten die Forscher.

Das Unternehmen schickte die DNA dann in gefriergetrockneter Form zurück nach Europa, über Großbritannien zum EMBL in Heidelberg. Dort bestimmten die Wissenschaftler die Abfolge der DNA-Basenbausteine und setzten die Teilstücke wieder zum gesamten Code zusammen. Diesen entschlüsselten sie schließlich, so dass wieder die digitale Information vorlag. Sie stellten die Original-Dateien dabei zu 100 Prozent und fehlerfrei her.

Das größte Hindernis bei der Anwendung des Verfahrens seien derzeit die Kosten, sagte Lena Raditsch von der EMBL-Pressestelle. Vor allem die Synthetisierung der DNA sei noch sehr teuer.
Die Kosten für die Speicherung belaufen sich derzeit etwa 12.400 US-Dollar (rund 9300 Euro) pro Megabyte und etwa 220 US-Dollar (rund 220 Euro) für die Decodierung. Man vermutet, dass die Kosten innerhalb der nächsten zehn Jahre so weit sinken, dass sich die DNA-Speicherung schon bei Daten lohnt, wenn sie für weniger als 50 Jahre archiviert würden.

22
Jan
2013

Der Blick in den Weltraum

Gas-und-Staubnebel-LHA-120-N-11
Das Weltraumteleskop "Hubble" hat ein spektakuläres Bild von einer Sternfabrik in der Großen Magellanschen Wolke geschossen. Die Aufnahme zeigt den leuchtenden Gas- und Staubnebel LHA 120-N 11, in dem zahlreiche neue Sonnen geboren werden, wie das europäische "Hubble"-Zentrum in Garching bei München am mitteilte. Die Große Magellansche Wolke ist eine Satellitengalaxie der Milchstraße, unserer Heimatgalaxie.

Neue Sterne entstehen aus kosmischen Gaswolken, die sich nach und nach durch die Schwerkraft zusammenballen, bis schließlich das Feuer der Kernfusion in ihrem Inneren zündet. Auch unsere eigene Sonne ist vor mehr als vier Milliarden Jahren auf diese Weise entstanden.

Die Große und die Kleine Magellansche Wolke sind mit bloßem Auge zu erkennen, allerdings nicht von Europa aus. Die Große Magellansche Wolke liegt im Sternbild Schwertfisch, die kleinere Galaxie im Sternbild Tukan. Sie sind nach dem portugiesischen Seefahrer und Entdecker Fernão de Magalhães (Ferdinand Magellan) benannt.

Weitere Aufnahmen
Hubble
Exoplanet HD 189733b passiert seinen Heimatstern, der wiederum als HD 189733A benannt ist. Das "Hubble"-Teleskop hatte den Exoplaneten im Jahr 2010 gesehen. Ein Jahr später folgte der Exoplanet einem großen Masseausbruch seiner Sonne. Als "Hubble" den Exoplaneten später wieder aufnahm, verdampfte die Atmoshpäre mit 1000 Tonnen pro Sekunde.

Hubble-Entdeckungen
"Hubble" hat noch ganz andere Dinge aufgenommen: Diese Form der größeren der zwei Galaxien zeigt Anzeichen von Wechselwirkungen von Gezeiten. Denkbar ist, dass die kleinere die größere Galaxie passiert hat.

15
Aug
2012

Mutierte Schmetterlinge in der nähe von Fukushima

Das Atomunglück von Fukushima hat laut einer Untersuchung der Ryukyu-Universität in Okinawa in der Umgebung von Fukushima Schmetterlinge mutieren lassen.
fukushima
Rund zwölf Prozent der untersuchten Schmetterlinge aus der Familie der Bläulinge, die im Larven-Stadium der in Fukushima ausgetretenen Radioaktivität ausgesetzt waren, hatten Missbildungen wie kleinere Flügel oder Deformationen an den Augen. In der dritten Generation stieg der Anteil sogar auf 34 %, ob wohl beide Elternteile nicht aus der selben Züchtung stammen

Sechs Monate nach dem Fukushima-Unglück fingen die Forscher erneut 240 Bläulinge in der Region um das Akw. 52 % von deren Nachkommens wiesen Missbildungen auf.

Die Untersuchungen belegten klar, dass die in Fukushima freigesetzte Radioaktivität das Erbgut der Schmetterlinge geschädigt habe, sagte Joji Otaki von der Ryukyu-Universität.

Klar sollte aber gesagt werden, dass sich diese Untersuchungen keineswegs auf andere Tierarten oder dem Menschen übertragen lassen. Dafür müssen erst weitere Untersuchungen folgen.

14
Aug
2012

One-Way-Mission, den Mars sehen ... und sterben?

Unter Wissenschaftlern wird diskutiert, ob man Astronauten ohne Möglichkeit einer Rückreise auf dem Mars schicken soll. Diese könnten dann dort in Wohnmodulen auf dem Mars leben. Die Gründe für so eine One Way Mission sind, dass ein Wiederaufstieg von Mars und eine Rückreise mit zu hohen Kosten und zu aufwändig wären.
mars
Pioniere sollen Wohnmodule als Basis für ihre Forschungsarbeit zur Verfügung stehen. Ihr Leben müssten sie dann auf dem Mars beenden. Die niederländische Firma Mars One etwa plant, ab 2023 mit solchen Kamikazeflügen eine Kolonie auf unserem Nachbarplaneten zu errichten.
mars-wohnen
Seit der Landung von ”Curiosity” in der Nacht zum Montag vergangener Woche ist der Mars und mögliches Leben dort wieder in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt. Das Forschungsgerät hat schon zahlreiche spektakuläre Bilder geliefert, zuletzt ein erstes farbiges Panoramafoto vom Roten Planeten.

Der Roboter war nach fast neunmonatiger Reise durchs All wohlbehalten auf dem Mars gelandet. Der neu konstruierte Rover hat die Größe eines kleinen Autos mit sechs Rädern und wiegt fast eine Tonne.
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