06.05.2021

DNA-Speicher aus Glas: Österreicher für Europäischen Erfinderpreis nominiert

2020 wurde die erste Episode der Netflix-Serie „Biohackers" - eine 100 MB große Videodatei - erfolgreich auf DNA gespeichert.
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Wendelin Stark und Robert Grass sind für ein Speicherverfahren auf Basis von DNA für den Europäischen Erfinderpreis nominiert. © Europäisches Patentamt
Wendelin Stark und Robert Grass sind für ein Speicherverfahren auf Basis von DNA für den Europäischen Erfinderpreis nominiert. © Europäisches Patentamt

Der Österreicher Robert Grass und der Schweizer Wendelin Stark haben einen kompakten Datenspeicher „für die Ewigkeit“ entwickelt. Das Verfahren ist angelehnt an in Fossilien konserviertes Erbgut. Die beiden Forscher versiegeln Daten in DNA-Form in winzigen Glaskugeln. Als „synthetisches Fossil“ können die Daten dann über Jahrtausende aufbewahrt werden. Dafür sind Grass und Stark nun für den Europäischen Erfinderpreis 2021 nominiert.

So groß wie ein USB-Stick

Der Europäische Erfinderpreis wird jährlich vom Europäischen Patentamt für herausragende patentierte Lösungen vergeben. Die Patentierung ermöglicht es, Forschung in die Anwendung in Unternehmen zu bringen. “Ein DNA-Speicher, so groß, wie ein USB-Stick. Darauf ist Erbgut für eine halbe Ewigkeit gespeichert, oder eine Million Netflix Folgen. Beides geht sich aus. Das finden sicher nicht nur Serien-Junkies genial“, sagt die österreichische Patentamtspräsidentin Mariana Karepova. „Robert N. Grass ist überzeugt, dass seine Erfindung bald vermarktet wird und von den Menschen genutzt wird. Genau deswegen steht sein Patent mit auf dem Podest.“

Herausforderung: DNA stabil machen

Grass und Stark forschen beide an der ETH Zürich, an der sie sich 2004 kennengelernt hatten. Sie beschäftigen sich seit Jahren mit der Fähigkeit von DNA zu Schreiben (Synthese) und zu Lesen (Sequenzierung). DNA kann so zusätzlich zur Speicherung genetischer Informationen zur Aufbewahrung von Daten genutzt werden. Digitale Daten werden in solchen Verfahren in eine Sequenz der vier DNA-Basenpaare umgewandelt. Lange war allerdings das Problem, dass ungeschützte DNA-Stränge nicht haltbar sind und sich zersetzen. „Die Herausforderung war klar: DNA stabil zu machen“, erklärt Grass. „Fossilien erwiesen sich als der richtige Weg. Daher untersuchten wir die chemische Struktur von Glasablagerungen auf der DNA, was uns schließlich zu der Verkapselungstechnologie führte.“

Daten 2.000 Jahre lagern

Mit der neuen Methode konnte das Team von Grass eine fehlerfreie Datenwiederherstellung nach einer einwöchigen Lagerung bei 70 °C erreichen. Dieser Zeitraum bei erhöhter Temperatur entspricht der Umwelteinwirkung von 2.000 Jahren Lagerung bei durchschnittlichen Temperaturen in Mitteleuropa. 2016 gründeten Grass und Stark das Spinoff Haelixa und 2018 wurde für ihre Erfindung das europäische Patent erteilt. Bisher wird ihr Glasspeicher vor allem zum Tracking etwa von Produkten eingesetzt, da die winzigen DNA-haltigen Partikel nahezu überall aufgebracht werden können. Bekannter wurde das Verfahren 2020, als die erste Episode der Netflix-Serie „Biohackers“ – eine 100 MB große Videodatei – erfolgreich auf DNA gespeichert wurde.

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Vlnr: Mag. Markus Manz (CEO SCCH Innovations GmbH) und die Gründer*innen von LUML, Nikita Gonchar, Oleh Kostromin und Iryna Kondrashchenko | (c) SCCH

Das Software Competence Center Hagenberg forscht als COMET-Zentrum seit Jahren für Industriepartner wie Siemens, Bosch oder Fronius. Mit der SCCH Innovations GmbH will das oberösterreichische Forschungszentrum seine Ergebnisse zusätzlich auch selbst in Unternehmen überführen, statt sie ausschließlich an Auftraggeber weiterzugeben. „Es war mir immer ein besonderes Anliegen, dass die Ergebnisse unserer Forschung nicht mit dem Abschluss eines Forschungsprojekts enden, sondern ihren Weg in die wirtschaftliche Anwendung finden“, sagt Markus Manz, CEO der SCCH Innovations GmbH.

Rund 30 Unternehmen als Ziel

Im Gespräch mit brutkasten formuliert Manz ein ambitioniertes Zielbild: Rund 30 Beteiligungen sollen bis 2030 und darüber hinaus realisiert bzw. aufgebaut  werden. Die Vision beschreibt er als Unendlichsymbol (∞), welches das Forschungs- und das Gründerökosystem iterativ verbindet. Tiefe Technologien aus der angewandten Forschung sollen in Unternehmensgründungen überführt werden, die Rückflüsse daraus wiederum die Forschung speisen. Es gehe dabei nicht darum, eine App zu entwickeln, betont Manz, sondern darum, tiefe Technologien aus der eigenen Forschung mit Industriepartnern und Universitäten in Unternehmensgründungen zu bringen. Ein vergleichbares Modell, bei dem ein angewandtes Forschungszentrum eine eigene Beteiligungsgesellschaft betreibt, kenne er aus seiner Recherche nicht.

Die Gesellschaft soll zu Beginn mit rund 500.000 Euro kapitalisiert werden. Große Einzelinvestments sind damit nicht geplant: Die Ticketgröße für Erstinvestments liegt laut Manz bei maximal 100.000 Euro. Das Startkapital soll Gründer:innen helfen, die erste Phase zu überbrücken, Förderungen einzureichen und das Produkt weiterzuentwickeln. Noch heuer sind drei weitere Beteiligungen geplant, zwei davon im Deep-Tech-Bereich und eine im Dienstleistungsbereich, um schneller rekapitalisieren zu können.

Die Wege in den Markt

Die SCCH Innovations GmbH verfolgt mehrere Beteiligungsmodelle. Bei klassischen Spinoffs aus Forschungsprojekten setzt das Forschungszentrum bewusst auf externe, erfahrene Gründer:innen statt auf die eigenen Forscher:innen. Diese erhalten die Mehrheit der Anteile, während sich das SCCH einen bis zu einem vereinbarten Unternehmenswert nicht verwässerbaren Minderheitsanteil sichert. Dazu kommen Joint Ventures mit Unternehmenspartnern, etwa die gemeinsam mit TÜV AUSTRIA gegründete TRUSTIFAI, der österreichische Prüf- und Zertifizierungshub für KI-Systeme, sowie strategische Beteiligungen ohne Kapitalfluss.

Das vierte Modell heißt Research for Equity: Das SCCH bringt Forschungs- und Entwicklungsleistungen in ein Startup ein und erhält dafür, ganz oder teilweise anstelle einer klassischen Vergütung, Unternehmensanteile. „Mit diesen unterschiedlichen Modellen schafft die SCCH Innovations GmbH neue Möglichkeiten für den Transfer von Forschungsergebnissen in die Wirtschaft“, so Manz.

Erste Beteiligungen

Wie das in der Praxis aussieht, zeigt die erste Beteiligung der neuen Gesellschaft. Oleh Kostromin, Data Scientist am SCCH, hat gemeinsam mit Iryna Kondrashchenko und Nikita Gonchar die LUML FlexCo gegründet. Die entwickelte Plattform soll Data Scientists helfen, Machine-Learning-Modelle schneller in die Praxis zu bringen, und ist von Anfang an darauf ausgelegt, dass Menschen und KI-Agenten gemeinsam an ML-Projekten arbeiten. „LUML läuft auf der Infrastruktur des jeweiligen Unternehmens. Die Daten und Modelle verlassen die Unternehmensumgebung nicht“, sagt Kostromin.

An LUML hält die SCCH Innovations GmbH auf brutkasten-Nachfrage fünf Prozent, als reine strategische Beteiligung ohne Kapitalfluss. Laut Manz bringt das SCCH dafür vor allem Zugang zu seinem Industrienetzwerk, eine gemeinsame Vermarktungskampagne und Mitarbeiterstunden ein und setzt die Plattform in eigenen Forschungsprojekten ein. Zusätzliches Kapital habe das Startup nicht benötigt, weil das Produkt bereits fertig entwickelt war. Der bewusst niedrige Anteil soll LUML für spätere Investoren attraktiv halten. Das Wachstum soll vorerst gebootstrapped erfolgen, je nach Entwicklung sind laut SCCH aber auch eigene Finanzierungsrunden denkbar.

Das SCCH gehört als Mitglied des UAR Innovation Network zu den Beteiligungsgesellschaften der Upper Austrian Research GmbH und beschäftigt derzeit rund 130 Mitarbeiter:innen. Bereits im Jänner hatte sich das Forschungszentrum am KI-Spin-off Responsible Annotation Services beteiligt (brutkasten berichtete) und hält weitere Beteiligungen, die zukünftig auf die SCCH Innovations GmbH übertragen werden sollen.

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