Hier kommt die DNA-Datenbank

Server-Schränke, aus denen oben DNA-Stränge herausragen

Gepostet am Freitag, 2. August 2019

DNA-Datenbanken sind nichts Neues – die meisten Polizeibehörden betreiben heute diese Systeme, um Details von Verbrechen und den genetischen Fingerabdruck von Verdächtigen zu überprüfen. Doch bei neuen Entwicklungen aus dem französischen Forschungszentrum EURECOM steht man kurz davor, die DNA selbst zum Speichermedium zu machen.

DNA-Speicher nutzbar machen

Der CDS Blog hat sich bereits mehrfach mit der Entwicklung der DNA als potenzielles Speichermedium der Zukunft beschäftigt – erst vor Kurzem mit der Demonstration eines automatisierten Sequenziergeräts von Microsoft.

Bisher konzentrierten sich alle Bemühungen zur Kodierung und Dekodierung von Daten auf unstrukturierte Dateien. Der DNA-Brunnen hat beispielsweise erfolgreich einen Videoclip und Text in einem DNA-Strang gespeichert.

Doch das EURECOM-Team hat die Grenze noch weiter verschoben. In seinem Forschungsbericht OligoArchive: Using DNA in the DBMS Storage Hierarchy (OligoArchive: Verwendung von DNA in der DBMS-Speicherhierarchie) beschreibt das Team seinen Erfolg bei der Integration von synthetischem Genmaterial in eine relationale Datenbank. Die Tests zeigen, dass es möglich ist, DNA als Speichermedium für eine PostgreSL-Datenbank zu nutzen. 

Die Macht der Metadaten

Erfolgreiche Experimente haben gezeigt, dass Daten und Abfragen, die in TPC-H, einem Standard-Datenbank-Benchmark, enthalten sind, für eine PostgreSQL-Instanz ausgeführt werden können. Diese Abfragen führten nicht einfach nur einen seriellen Zugriff durch, wie dies bei Tests anderer Forscher der Fall war, bei denen jeder Strang von einem Ende zum anderen gelesen wurde, um Daten abzurufen.

EURECOM konnte vielmehr demonstrieren, dass sie in der Lage sind, Daten nach Belieben von jedem Punkt des synthetischen DNA-Strangs aus auszuwählen. Das ist entscheidend für die Steigerung der Abfrageeffizienz und für die Durchführung derjenigen relationalen Datenbankaufgaben, die im Mittelpunkt der meisten IT-Operationen stehen.

Diese neue Technik basiert auf dem Hinzufügen zusätzlicher Metadaten zu Daten, während diese kodiert werden. Das dient nicht nur der Erkennung von Datenbankschemata, sondern verbessert auch den eigentlichen Schreibprozess und erleichtert die Fehlererkennung bei der Datendekodierung. 

Die Praxistauglichkeit von DNA-Speicher rückt einen Schritt näher

Die Tatsache, dass DNA nun mit etablierten Datenbanktechnologien eingesetzt werden kann, ist ein gewaltiger Schritt in Richtung Produktionsreife. Synthetisches Genmaterial ist nach wie vor relativ langsam (und sehr teuer), doch für bestimmte Cold-Storage-Archivierungsanwendungen könnte es eines Tages zu einem brauchbaren Speichermedium werden. 

PDF Download - Hier kommt die DNA-Datenbank

Weitere Artikel

Glasfaserkabel mit daraus austretenden Glasfaserfäden

Wie sieht die Zukunft für Fibre Channel aus?

Im Zeitalter des Software-definierten Speichers ist Fibre Channel eine aussterbende Technologie, oder? Nicht ganz.