Data-opslag in DNA-bolletjes

Bas Bögels, PhD BioMedical Engineering, TU Eindhoven: onderzoek naar data-opslag in DNA.

Hij ontwikkelde gekleurde microbolletjes – Proteinosomes – om DNA-bestanden afzonderlijk te kunnen verpakken en optimaliseerde het uitleessysteem zodat opgeslagen data met zeer hoge nauwkeurigheid kan worden teruggehaald. Onze maatschappij digitaliseert in hoog tempo. De milieu-impact van het toenemende dataverkeer is groot. Enorme hoeveelheden data zijn opgeslagen op servers in datacentra; om die servers te laten draaien en te koelen is een aanzienlijke hoeveelheid energie nodig. En dat veroorzaakt inmidddels wereldwijd al een grotere CO₂-uitstoot dan de gehele luchtvaart. In een onderzoeksgroep van hoogleraar Tom de Greef werkte Bögels in samenwerking met Microsoft aan handelbare microdeeltjes. Deze bestaan uit eiwitten en polymeren die aan elkaar vastzitten en via een zeepachtig proces kleine bolletjes kunnen vormen. Bögels liet in zijn experimenten zien dat aan de binnenkant van deze bolletjes allerlei ‘plak-moleculen’ kunnen worden vastgezet. De buitenlaag van het data-bolletje is gevoelig voor temperatuur, en dat maakte het uitlezen van de data veel nauwkeuriger – een bottleneck van de huidige foutgevoelige methode. Op kamertemperatuur kunnen gemakkelijk moleculen aan het bolletje worden toegevoegd, zoals een stukje DNA. Bij een hogere temperatuur wordt het bolletje waterafstotend en ontstaat er een afgesloten ruimte. Een mini-lab, waarin in elk bolletje afzonderlijk het desbetreffende stukje DNA miljoenen keren kan worden gekopieerd met een zogenaamde PCR-reactie. Vooralsnog zijn alle ogen dus gericht op een nieuwe manier van data opslaan. En dat kan dankzij de DNA-bollen nu snel gaan; er wordt geschat dat binnen 5…10 jaar het eerste DNA-datacentrum geopend kan worden.