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美科學(xué)家利用新技術(shù)將700億本書存入DNA中

2012-08-24 08:38 來源：搜狐責(zé)編：王岑

摘要：: 據(jù)國外媒體報(bào)道，電子書可能即將過時(shí)，因?yàn)槊绹茖W(xué)家近日開發(fā)了一種新技術(shù)，可在DNA序列內(nèi)編碼信息。

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小C專訪｜正博總經(jīng)理范

小C專訪·煒岡股份董事

　　【CPP114】訊：據(jù)國外媒體報(bào)道，電子書可能即將過時(shí)，因?yàn)槊绹茖W(xué)家近日開發(fā)了一種新技術(shù)，可在DNA序列內(nèi)編碼信息。

　　美國哈佛大學(xué)遺傳學(xué)家采用了一種新奇的方法，將700億本書編碼進(jìn)DNA中，把所有的內(nèi)容裝進(jìn)了只有拇指指甲般大小的空間內(nèi)。

　　科學(xué)家早就認(rèn)為DNA具有作為存儲媒介的潛力，因?yàn)樗w積小、密度大、穩(wěn)定性強(qiáng)、節(jié)能、保存時(shí)間長。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)教授喬治切齊（George Church）和資深科學(xué)家瑟里庫蘇里（Sri Kosuri）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)將大約有5.34萬個(gè)單詞的書《再生：合成生物學(xué)將如何重塑自然和我們自己》（Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves）編碼到了DNA序列中，并復(fù)制了數(shù)百億份。丘奇說：“你可以隨便把它放在哪里，在沙漠中或你的后院，40萬年后，它還會在那里。”

　　庫蘇里說：“DNA存儲的信息密度和數(shù)量是其它存儲方法無法比擬的。”其他實(shí)驗(yàn)媒介，如量子全息（quantum holography），需要令人難以置信的低溫和巨大的能量，而DNA在室溫下非常穩(wěn)定。

　　微觀物質(zhì)存儲宏觀數(shù)據(jù)達(dá)到了意想不到的效果：1立方毫米即可存儲704TB（萬億字節(jié)）的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于數(shù)百個(gè)硬盤的容量。研究人員認(rèn)為，在理論上，約4克的DNA可以存儲人類在一年內(nèi)創(chuàng)造的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

　　雖然這一成果令人振奮，但是在DNA上閱讀和寫作比在其他媒體上慢，這使得它更適合用于歸檔存儲大量的數(shù)據(jù)，而不是進(jìn)行快速檢索或數(shù)據(jù)處理。

　　雖然科學(xué)家曾經(jīng)在活細(xì)菌的DNA中編碼數(shù)據(jù)，但是哈佛大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)使用商用的DNA微芯片創(chuàng)建獨(dú)立的DNA。切齊說：“我們刻意避免使用活細(xì)胞。在一個(gè)有機(jī)體中，你的信息是整個(gè)細(xì)胞很微小的部分，所以浪費(fèi)了很多空間。更重要的是，當(dāng)DNA進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，如果沒有帶來有利進(jìn)化，細(xì)胞將會開始排斥它，最終將會完全刪除它。”

　　在此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，該研究團(tuán)隊(duì)成功地利用短DNA序列而不是長DNA序列來編碼數(shù)據(jù)，從而降低了寫入和讀取數(shù)據(jù)的困難以及需要耗費(fèi)的成本。庫蘇里解釋說：“這個(gè)過程類似于把數(shù)據(jù)儲存到硬盤上，數(shù)據(jù)是被寫入在被稱作扇區(qū)的小硬盤塊中。”

　　研究人員把書編碼在96比特的數(shù)據(jù)塊中，每個(gè)數(shù)據(jù)塊也含有一個(gè)19位地址來編碼這個(gè)段在全部序列中所處的位置。包括JPEG圖像和HTML格式，這本書的代碼需要54898個(gè)數(shù)據(jù)塊，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊是一個(gè)單獨(dú)的DNA序列。

　　利用DNA儲存的優(yōu)勢就是能夠存儲更加密集的信息，而且DNA是一個(gè)生物分子，不需要CD或DVD等特殊設(shè)備就能讀取信息。隨著技術(shù)的進(jìn)步，未來存儲的數(shù)量和要求程度都有望得到提升，而DNA存儲或?qū)⒊蔀榱硪环N主流存儲方式。

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