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大数据时代:数据不仅存储在硬盘中,还存在于生物DNA里

随着科技的飞速发展,我们每天都在产生大量的数据,这些数据包罗万象,如同汇聚成海洋的河流。那么,如何存储这些珍贵的数据,如何确保它们长久可靠地保存呢?科学家们提出了一种前所未有的方法:将数据存储到活细菌的DNA中。

最近,哥伦比亚大学的研究人员取得了重大突破。他们通过改变环境电压,引导基因编辑技术CRISPR-Cas系统,成功将“hello world”的信息编码成DNA序列,并存储在大肠杆菌的DNA中。这一研究成果发表在《自然化学生物学》杂志。

数据的存储革新

在地球的生命系统中,DNA无处不在,它承载着生命的遗传信息。而现在,人类也可以将数据信息存储其中。计算机的二进制语言只需要0和1两个符号,就可以编码所有信息。而生命的本质也是一种语言,那就是由A、T、C、G四种碱基串联而成的DNA语言。

早在上世纪80年代末,就有人提出一个大胆的想法:将计算机的二进制数字语言转换成DNA的碱基语言,从而将数据信息存储在DNA上。读取时只需进行反向DNA测序即可。

相比于传统的存储介质,DNA堪称数据存储的理想载体。DNA的存储密度极大。如果像大肠杆菌那样包装DNA,全世界的数据信息都可以储存在只占粉笔盒大小空间的一堆DNA中。DNA存储的信息可以保存上百年,甚至在低温环境下可以保存数万年。DNA存储过程耗能极少,其耗能量只相当于闪盘的亿分之一。

人工合成DNA带来希望

实际操作中,如何将二进制数字语言转换成DNA的碱基语言呢?哈佛大学的遗传学家乔治丘奇团队确定了转换规则:用碱基A、C编码二进制的0,G、T编码二进制的1。他们甚至成功将书籍、图片和计算机程序编码进微小的DNA微芯片中。之后,研究人员利用DNA测序技术成功读取了这本书。几个月后,欧洲生物信息研究所也取得了类似的研究成果。这两项研究让人们看到了DNA存储技术的潜力,也激发了研潮。之后,存储数据的大小不断突破上限。

活细菌蕴藏新可能