In DNA eingebaut

Forscher speichern Film in lebenden Bakterien

Links das Original, rechts die in der Bakterien-DNA gespeicherte Kopie

(Bild: Harvard Medical School/Seth Shipman, CDC)

US-Forscher haben erstmals digitale Bilder und Filmaufnahmen in lebenden Zellen gespeichert. Ein Team um Seth Shipman und George Church von der Harvard Medical School in Boston im Bundesstaat Massachusetts speicherte in der DNA von Bakterien sowohl das Schwarz-Weiß-Foto einer Hand als auch eine historische Filmsequenz aus dem Jahr 1878.

Bei dem Filmchen in Form einer gif-Datei handelt es sich um eine Serienaufnahme, mit der der britische Fototechnik-Pionier Eadweard Muybridge (1830 bis 1904) anno 1878 erstmals die exakte Beinstellung eines galoppierenden Pferdes dokumentieren konnte.

Film mit Genschere in DNA eingeschleust
Das Team um Shipman nutzte eine molekulare Genschere namens CRISPR-Cas, um die Pixel-Informationen - das Schwarz-Weiß-Bild einer menschlichen Hand (Bild unten) sowie den Film eines galoppierenden Reiters - in das Erbgut von Escherichia-coli-Bakterien einzuschleusen.

Das Schwarz-Weiß-Foto der Hand im Original (links) und seine DNA-Kopie (rechts)

(Bild: Seth Shipman, Harvard Medical School)

Für den Film wurden insgesamt fünf Aufnahmen zu jeweils 36 mal 26 Pixeln hintereinander in das Erbgut eingebaut. Dabei wurden die Pixel der Bilder in Form von Sequenzen der vier DNA-Bausteine kodiert und an bestimmten Stellen der DNA des E.-coli-Bakteriums (Bild unten) untergebracht, berichten die Forscher im Fachjournal "Nature".

Escherichia-coli-Bakterien unter dem Elektronenmikroskop

(Bild: Rocky Mountain Laboratories, NIAID)

Genauigkeit von rund 90 Prozent erreicht
Später konnte das Team durch Sequenzierung des Erbgut-Codes die Pixel rekonstruieren und in der richtigen Reihenfolge zusammensetzen. Die so aufbereitete Kopie entsprach dem Original mit einer Genauigkeit von etwa 90 Prozent, so die Wissenschaftler.

Letztlich haben die Forscher wesentlich weiterreichende Ziele. Sie wollen das System so abwandeln, dass Zellen ihre eigenen biologischen Prozesse selbst aufzeichnen. "Eines Tages könnten wir dazu in der Lage sein, die Entwicklungsentscheidungen einer sich entwickelnden Nervenzelle von der frühen Stammzelle bis zum hoch spezialisierten Zelltyp im Gehirn nachzuverfolgen", wird Shipman in einer Mitteilung der Harvard Medical School zitiert.