Genomika DiDAX DNA Data Storage

Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden ist die DNA-basierte Speicherung für eine sichere, langfristige Datenerhaltung ausgelegt. Ihre Stabilität wird in Jahrhunderten oder sogar Jahrtausenden gemessen, wodurch sie sich von Technologien wie Festplatten und Magnetbändern unterscheidet, die regelmäßig aktualisiert oder ausgetauscht werden müssen. Während die Arbeit an der Erhöhung der Datenkapazität fortgesetzt wird, ist die DNA-Speicherung bereits jetzt führend in puncto Widerstandsfähigkeit und Schutz. Daher eignet sie sich sehr gut für die Archivierung wichtiger Informationen, die auch nach sehr langer Zeit noch zugänglich sein müssen.

Die Zusammenarbeit von Genomika mit DiDAX baut auf dessen laufender Rolle als Leiter einer EU-finanzierten Pathfinder-Initiative auf. Diese konzentriert sich auf die Entwicklung von Hardwarekomponenten für End-to-End-DNA-Datenspeichersysteme.

Die Fördermittel für beide Projekte zusammen belaufen sich inzwischen auf über zehn Millionen Euro. Damit ist Genomika ein wichtiger Akteur in diesem aufstrebenden Bereich.

Im Rahmen des DiDAX-Projekts arbeiten führende Forschungseinrichtungen wie das Technion – Israel Institute of Technology, die Technische Universität München, die TU Delft, die ETH Zürich und das Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie zusammen. Genomika ist eines von nur zwei kommerziellen Unternehmen in diesem überwiegend akademischen Konsortium. Diese Zusammensetzung spiegelt den innovativen Charakter der Forschung sowie das Spezialwissen von Genomika im Bereich der DNA-Lesetechnologien wider.

Zu den Mitwirkenden gehören unter anderem Antonia Wachter-Zeh (Professorin für zusammengesetzte DNA-Synthese an der TU München), Reinhard Heckel (Professor für effiziente und kostengünstige Archivierung an der TU München), Mark Somoza (Professor für zusammengesetzte DNA-Synthese an der TUM-LSB/Universität Wien) und Robert Grass (Professor für Verkapselungs- und Einbettungstechnologien an der ETH Zürich).

Mehr als nur grundlegende DNA-Speichermöglichkeiten

Während sich das ursprüngliche Pathfinder-Projekt von Genomika auf die Hardware-Entwicklung konzentrierte, liegt der Fokus ihrer Rolle bei DiDAX auf der Optimierung des gesamten Systems. Das Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, effizientere DNA-Synthesemethoden zu entwickeln, Speicherlösungen bei Raumtemperatur zu schaffen, die energieintensive Gefriergeräte überflüssig machen, und die Datenverschlüsselungsprotokolle zu verbessern.

„Unsere Beteiligung an DiDAX ist die natürliche Weiterentwicklung unserer Arbeit im Bereich der DNA-Datenspeicherung“, sagt Robertas Skliaustas, Leiter der Geschäftsentwicklung bei Genomika. „Während sich unser erstes Projekt auf den Aufbau der Grundlagen der DNA-Speicherhardware konzentrierte, ermöglicht uns diese Zusammenarbeit, die Softwarekomponenten zu optimieren und praktische Anwendungen für verschiedene Umgebungen zu entwickeln.“

Skliaustas wurde kürzlich zudem zum Vorstandsmitglied der DNA Data Storage Alliance ernannt, wo er sowohl Genomika als auch das breitere Ökosystem des European Innovation Council vertritt. Die Teilnahme von Genomika ist die erste litauische Präsenz in dieser fortschrittlichen Forschungsgemeinschaft.

Vom Labor in die Praxis

Genomika entwickelt kompakte und effiziente DNA-Lesemethoden für spezielle Umgebungen, einschließlich Weltraumanwendungen, bei denen herkömmliche Laborgeräte unpraktisch wären. Diese Lesetechnologien könnten bei Weltraummissionen den Einsatz von sperrigen Zentrifugen und anderen Laborgeräten überflüssig machen.

Das DiDAX-Konsortium treibt zudem mehrere praktische Anwendungen der DNA-Speichertechnologie voran. Ein Beispiel ist die produktinterne Informationsspeicherung: Physische Gegenstände enthalten dabei eine eingebettete DNA, die detaillierte Informationen über ihre Herstellung, Bestandteile und Gebrauchsanweisungen speichert.

„Stellen Sie sich ein Bauteil in einem Raumfahrzeug vor, das seine eigene Wartungshistorie, Herstellungsdetails und technischen Spezifikationen enthält, die alle in der in das Material selbst eingebetteten DNA gespeichert sind“, erklärte Eitan Yaakobi, Koordinator des DiDAX-Konsortiums. „Mit dieser Technologie werden selbstdokumentierende Produkte geschaffen, die ihre Informationen während ihrer gesamten Lebensdauer ohne externe Datenbanken beibehalten“.

Durch seine Beteiligung an DiDAX will Genomika dazu beitragen, dass die Technologien zur Speicherung von DNA-Daten von Laborprototypen zu praktischen Anwendungsfällen weiterentwickelt werden. Insgesamt ist die Kooperationsstruktur des Projekts darauf ausgerichtet, technische Herausforderungen zu bewältigen und gleichzeitig den Weg für neue Möglichkeiten der sicheren, hochdichten Informationsspeicherung zu ebnen.

Unlike conventional methods, DNA-based storage is designed for secure, long-term data preservation. Its stability can be measured in centuries or even millennia, setting it apart from technologies like hard drives and magnetic tape, which require regular updates or replacements. While work continues on increasing data capacity, DNA storage already leads in resilience and protection, making it well-suited for archiving critical information that must remain accessible far into the future.

Genomika’s work with DiDAX will build on its ongoing role as leader of an EU-funded Pathfinder initiative focused on developing hardware components for end-to-end DNA data storage systems. The combined grant funding across both projects is now over €10 million, positioning Genomika as a significant player in this emerging field.

The DiDAX project brings together leading research institutions that include the Technion – Israel Institute of Technology, Technical University of Munich, TU Delft, ETH Zurich, and the Leibniz Institute for Food Systems Biology, making Genomika one of just two commercial enterprises in this predominantly academic consortium. This composition reflects the cutting-edge nature of the research and the specialized knowledge that Genomika has in DNA reading technologies. Contributors include Antonia Wachter-Zeh, Professor Composite DNA Synthesis, TUM, Reinhard Heckel , Professor Efficient and Cost-Effective Archiving, TUM, Mark Somoza, Professor Composite DNA Synthesis at TUM-LSB/University of Vienna, and Robert Grass, Professor Encapsulation and Embedding Technologies at ETH Zurich, among others.

Advancing beyond basic DNA storage capabilities

While Genomika’s initial Pathfinder project focused on hardware development, their role in DiDAX centers on optimizing the complete system. The consortium aims to create more efficient DNA synthesis methods, develop room-temperature storage solutions that eliminate the need for energy-intensive freezers, and enhance data encryption protocols.

“Our participation in DiDAX represents the natural evolution of our work in DNA data storage,” said Robertas Skliaustas, head of business development at Genomika. “While our first project focused on building the foundation of DNA storage hardware, this collaboration allows us to optimize the software components and develop practical applications for diverse environments.”

Skliaustas was recently appointed as a Board Member of the DNA Data Storage Alliance, where he represents not only Genomika but also the broader European Innovation Council ecosystem. Genomika’s participation marks the first Lithuanian presence in this advanced research community.

From laboratory to real-world applications

Genomika is developing compact and efficient DNA reading methods suitable for specialized environments, including space applications where conventional laboratory equipment would be impractical. These reading technologies could eliminate the need for bulky centrifuges and other laboratory equipment on space missions.

The DiDAX consortium is also advancing several practical implementations of DNA storage technology, including in-product information storage where physical items contain embedded DNA that stores detailed information about their production, components, and usage instructions.

“Consider a component on a spacecraft that contains its own maintenance history, manufacturing details, and technical specifications, all stored in DNA embedded within the material itself,” explained Eitan Yaakobi, DiDAX consortium coordinator. “This technology creates self-documenting products that maintain their information throughout their lifespan without external databases.”

Through its involvement in DiDAX, Genomika aims to help move DNA data storage technologies from laboratory prototypes to practical use cases. Overall, the project’s collaborative structure is designed to address technical challenges while paving the way for new possibilities in secure, high-density information storage.