美科學(xué)家利用新技術(shù)將700億本書(shū)存入DNA中
2012-08-24 08:38 來(lái)源：搜狐 責編：王岑
- 摘要：
- 據國外媒體報道，電子書(shū)可能即將過(guò)時(shí)，因為美國科學(xué)家近日開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)，可在DNA序列內編碼信息。
【CPP114】訊：據國外媒體報道，電子書(shū)可能即將過(guò)時(shí)，因為美國科學(xué)家近日開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)，可在DNA序列內編碼信息。
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(shū)編碼進(jìn)DNA中，把所有的內容裝進(jìn)了只有拇指指甲般大小的空間內。
科學(xué)家早就認為DNA具有作為存儲媒介的潛力，因為它體積小、密度大、穩定性強、節能、保存時(shí)間長(cháng)。哈佛大學(xué)醫學(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)導的研究團隊將大約有5.34萬(wàn)個(gè)單詞的書(shū)《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，并復制了數百億份。丘奇說(shuō)：“你可以隨便把它放在哪里，在沙漠中或你的后院，40萬(wàn)年后，它還會(huì )在那里。”
庫蘇里說(shuō)：“DNA存儲的信息密度和數量是其它存儲方法無(wú)法比擬的。”其他實(shí)驗媒介，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在室溫下非常穩定。
微觀(guān)物質(zhì)存儲宏觀(guān)數據達到了意想不到的效果：1立方毫米即可存儲704TB（萬(wàn)億字節）的數據，相當于數百個(gè)硬盤(pán)的容量。研究人員認為，在理論上，約4克的DNA可以存儲人類(lèi)在一年內創(chuàng )造的數字數據。
雖然這一成果令人振奮，但是在DNA上閱讀和寫(xiě)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據，而不是進(jìn)行快速檢索或數據處理。
雖然科學(xué)家曾經(jīng)在活細菌的DNA中編碼數據，但是哈佛大學(xué)研究團隊使用商用的DNA微芯片創(chuàng )建獨立的DNA。切齊說(shuō)：“我們刻意避免使用活細胞。在一個(gè)有機體中，你的信息是整個(gè)細胞很微小的部分，所以浪費了很多空間。更重要的是，當DNA進(jìn)入細胞時(shí)，如果沒(méi)有帶來(lái)有利進(jìn)化，細胞將會(huì )開(kāi)始排斥它，最終將會(huì )完全刪除它。”
在此項實(shí)驗中，該研究團隊成功地利用短DNA序列而不是長(cháng)DNA序列來(lái)編碼數據，從而降低了寫(xiě)入和讀取數據的困難以及需要耗費的成本。庫蘇里解釋說(shuō)：“這個(gè)過(guò)程類(lèi)似于把數據儲存到硬盤(pán)上，數據是被寫(xiě)入在被稱(chēng)作扇區的小硬盤(pán)塊中。”
研究人員把書(shū)編碼在96比特的數據塊中，每個(gè)數據塊也含有一個(gè)19位地址來(lái)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(shū)的代碼需要54898個(gè)數據塊，每一個(gè)數據塊是一個(gè)單獨的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等特殊設備就能讀取信息。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)存儲的數量和要求程度都有望得到提升，而DNA存儲或將成為另一種主流存儲方式。
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(shū)編碼進(jìn)DNA中，把所有的內容裝進(jìn)了只有拇指指甲般大小的空間內。
科學(xué)家早就認為DNA具有作為存儲媒介的潛力，因為它體積小、密度大、穩定性強、節能、保存時(shí)間長(cháng)。哈佛大學(xué)醫學(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)導的研究團隊將大約有5.34萬(wàn)個(gè)單詞的書(shū)《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，并復制了數百億份。丘奇說(shuō)：“你可以隨便把它放在哪里，在沙漠中或你的后院，40萬(wàn)年后，它還會(huì )在那里。”
庫蘇里說(shuō)：“DNA存儲的信息密度和數量是其它存儲方法無(wú)法比擬的。”其他實(shí)驗媒介，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在室溫下非常穩定。
微觀(guān)物質(zhì)存儲宏觀(guān)數據達到了意想不到的效果：1立方毫米即可存儲704TB（萬(wàn)億字節）的數據，相當于數百個(gè)硬盤(pán)的容量。研究人員認為，在理論上，約4克的DNA可以存儲人類(lèi)在一年內創(chuàng )造的數字數據。
雖然這一成果令人振奮，但是在DNA上閱讀和寫(xiě)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據，而不是進(jìn)行快速檢索或數據處理。
雖然科學(xué)家曾經(jīng)在活細菌的DNA中編碼數據，但是哈佛大學(xué)研究團隊使用商用的DNA微芯片創(chuàng )建獨立的DNA。切齊說(shuō)：“我們刻意避免使用活細胞。在一個(gè)有機體中，你的信息是整個(gè)細胞很微小的部分，所以浪費了很多空間。更重要的是，當DNA進(jìn)入細胞時(shí)，如果沒(méi)有帶來(lái)有利進(jìn)化，細胞將會(huì )開(kāi)始排斥它，最終將會(huì )完全刪除它。”
在此項實(shí)驗中，該研究團隊成功地利用短DNA序列而不是長(cháng)DNA序列來(lái)編碼數據，從而降低了寫(xiě)入和讀取數據的困難以及需要耗費的成本。庫蘇里解釋說(shuō)：“這個(gè)過(guò)程類(lèi)似于把數據儲存到硬盤(pán)上，數據是被寫(xiě)入在被稱(chēng)作扇區的小硬盤(pán)塊中。”
研究人員把書(shū)編碼在96比特的數據塊中，每個(gè)數據塊也含有一個(gè)19位地址來(lái)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(shū)的代碼需要54898個(gè)數據塊，每一個(gè)數據塊是一個(gè)單獨的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等特殊設備就能讀取信息。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)存儲的數量和要求程度都有望得到提升，而DNA存儲或將成為另一種主流存儲方式。
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