Nieuws Wetenschap

Natuur beter in opslaan gegevens dan technologie

Harde schijven en servers kunnen grote hoeveelheden gegevens opslaan. Die opslag neemt echter steeds meer ruimte in beslag. De natuur kan dat veel slimmer: al sinds er leven op aarde is, slaat de natuur grote hoeveelheden informatie op in dna. Dat trucje gebruikte het team van Yaniv Erlich en Robert Grass. De Israëlische en Zwitserse onderzoekers schrijven er maandag over in Nature Biotechnology.

Computermodel van het konijn van de Universiteit van Stanford, waarvan verschillende generaties uit de 3d-printer kwamen. Beeld Trevorgoodchild

De onderzoekers gebruikten de ‘Stanford bunny’: een computermodel uit de jaren negentig dat gebruikt wordt om 3D-computergraphics te maken en te verbeteren. Net als ieder ander computerbestand kan het virtuele beestje vertaald worden in een serie nullen en enen. Van die getallen maakten de onderzoekers kunstmatig dna. Vervolgens stopten ze het dna in glazen balletjes die ze oplosten in het plastic dat gebruikt wordt in 3D-printers. Daarmee maakten ze een 3D-print van het konijn, ter grootte van een golfbal, dat de computercode over zichzelf bevatte.

Daarna schraapten de onderzoekers een stukje plastic van het oor van het konijn, isoleerden het dna, zetten het weer om in een computerbestand en lazen de code uit. Er was vrijwel geen informatie verloren gegaan. Uit die code maakten ze een nieuw plastic konijn. En nog een, en nog een, tot ze vier konijnen hadden. Na nakomeling nummer vier wachtten ze negen maanden voordat ze konijntje nummer vijf maakten om te kijken of het kunstmatige dna het nog deed. Ook van deze laatste telg van de uitdijende familie lukte het om de gegevens uit te lezen.

‘Wat dit vooral interessant maakt’, reageert Jan van Hest, hoogleraar bio-organische chemie aan de TU Eindhoven, ‘is dat het dna stabiel blijft in meerdere generaties’. Hij vindt het een mooi voorbeeld van wat er technisch mogelijk is. Hij maakt ook meteen een kanttekening: ‘het kost een paar dagen om informatie op deze manier op te slaan.’

Onderzoeker Erlich ziet tal van toepassingen. ‘Bij medische implantaten kunnen artsen meteen ook informatie over de patiënt verwerken in het materiaal’, zegt hij telefonisch vanuit Israël. ‘Dat is handig als het implantaat opnieuw gemaakt moet worden.’

Van Hest weet niet zeker of medische informatie daar nou zo geschikt voor is, want die verandert regelmatig. Dat kun je niet zomaar toevoegen aan een implantaat. Hij denkt dat de tijd zal moeten leren wat de toepassingen zijn van deze techniek. Hij vindt het vooral belangrijk de meerwaarde van deze manier van informatieopslag te bekijken ten opzichte van huidige manieren.

Desgevraagd erkent Erlich dat je informatie verstopt in een voorwerp ook zou kunnen gebruiken voor spionage. Ook bij Van Hest was dat zijn eerste gedachte. ‘Het is handig omdat je informatie niet via een netwerk hoeft te versturen. Zo valt de informatie niet te traceren. Maar eigenlijk kan een usb-stick dat ook’, zegt hij.

Erlich heeft ondertussen de zes plastic konijnen nog op zijn bureau staan.

Dna

Cellen van levende wezens bevatten dna. Dna bestaat uit vier belangrijke bouwstenen, de zogeheten nucleotiden, die worden aangegeven met de letters A, C, G en T. Computerbestanden zijn opgebouwd uit nullen en enen. Die nullen en enen kunnen worden omgezet in een dna-code: volgens afspraak codeert 00 voor A, 01 voor C, 10 voor G en 11 voor T. Zo kunnen grote bestanden worden omgezet in een kunstmatige dna-code.

In een levende cel geeft de volgorde van de nucleotiden aan welke eiwitten een cel moet maken. In die sliert letters zitten ook start- en stopseinen. Een kunstmatige dna-code heeft die start- en stopseinen niet en kan daarom geen eiwitten maken.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden