DNA能存储海量信息
凤凰科技讯 据《纽约时报》北京时间7月13日报道，1878年，英国摄影师埃德沃德·迈布里奇(Eadweard Muybridge)拍摄了世界上最早的电影之一，画面是一匹飞驰的骏马，他的目的是了解飞奔中的马是否会离开地面。
一个多世纪后，这个电影片段与高科技结缘：成为首部被编码在活体细胞DNA中的电影。随着宿主生物体的生长和分裂，这部电影可以被随意访问和无限复制。
顶级学术期刊《自然》周三发表了哈佛医学院研究人员的这一研究成果。这一研究是基因用作海量存储装置潜力的最新和最令人震撼的例子。
科学家已成功地将莎士比亚的全部十四行诗编码到DNA中。哈佛医学院遗传学家、新研究的参与者之一乔治·丘奇(George Church)，最近将其编写的图书《再生》(Regenesis)编码到细菌DNA中，并复制了900亿份拷贝。他在接受采访时说，“这创下了图书出版的记录。”
丘奇和参与新研究的其他科学家开始设想，未来这一技术会有更不可思议的应用：对细菌编程，使之依偎到人体细胞，然后记录细胞的一举一动——相当于制作每个细胞的记录片。
当人生病时，医生可以将细菌提取出来，回放人体细胞的记录片。丘奇说，这等同于飞机上的黑匣子——数据可以用于分析事故原因。
丘奇、遗传学家塞斯·希普曼(Seth Shipman)以及他们的同事，开始给迈布里奇拍摄电影的每个像素指定一个DNA编码。每个细胞的DNA链都有4种组成部分——腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。
遗传学家最后获得了一个代表整部电影的DNA序列。然后，他们利用基因编辑技术Crispr，把这一DNA序列插入到一种常见肠道细菌的基因中。
虽然基因被修改，这种细菌仍然“茁壮成长”和繁殖。研究团队发现，在细菌的每一代后代中，存储在基因中的电影都“完好如初”。
没有参与这项研究的明尼苏达州大学数学教授安德鲁·奥德里兹科(Andrew Odlyzko)，称这一研究“令人着迷”。
著名物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)半个世纪前就提出，DNA可能用于存储信息。
南加州大学数学家伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)表示，费曼的想法“具有开创性——给我们指明了方向”。
阿德曼1994年就发表报告称，他把数据存储在DNA中，把DNA当计算机使用，解出了一道数学题。他认为，DNA存储的数据量，是相同大小光盘的1万亿倍。
数据存储正在日趋成为一个大问题，原因不仅仅是生成的信息量在不断增长，用于存储数据的技术也在不断被淘汰，例如软盘。
DNA从来都不会过时，阿德曼说，“数十亿年来，生物体一直在DNA中存储信息，这些信息仍然可以读取出来。”他指出，细菌能读取从数百万年前琥珀里边昆虫中恢复的基因数据。
对于希普曼和丘奇来说，最近的挑战是大脑。大脑包含860亿个神经细胞，要了解它们的状态并非易事。
丘奇说，“目前，我们能用电极一次监测一个神经细胞，但大脑中放不下860亿个电极”，但是，基因工程细菌“非常适合解决这类问题”。
他们的想法是，使细菌作为记录设备随同血液到大脑中，记录一段时间的信息。科学家可以提取出细菌，通过它们的DNA了解大脑神经细胞的情况。
丘奇表示，虽然这些都是未来的创意，但生物学家取得进展的速度快于人们的想象。他以人类基因测序为例进行了说明，第一次人类基因测试历时数年，耗资30亿美元。当时最大胆的预测是，60年内每次测序成本将降低到1000美元，“事实上，仅仅6年而非60年，基因测序成本就降低到了1000美元”。 (编译/霜叶)
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