DNA信息储存容量非比寻常:一克可储存千亿张DVD
2012年08月27日 13:53:45
来源： 文汇报
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脱氧核糖核酸，即我们通常所说的DNA，由它组成的遗传指令引导着身体机能的运作。它具有非比寻常的信息储存容量，一克DNA即能储存上千亿个千兆字节，相当于1000亿张DVD光盘的内存。而你又是否设想过这样“强悍”的储存功能有朝一日可以应用在生物医学之外呢？
近日，哈佛医学院的一支科研团队已成功地利用DNA序列来编码了一本图书，其中包含5.3万个单词、11张图片以及一段电脑程序。这是迄今为止人类使用DNA遗传物质储存数据量最多的一次，比此前科学家进行的人工DNA编码的数据量增长了600多倍。
科学家们用一台喷墨式打印机将化学合成的DNA短链嵌入到一个玻璃微芯片的表面。他们采用的是短序列的编码方式并将数据分段处理，这样一来不仅可以增强可靠性与准确性，同时也有助于降低成本。
这项实验的另一个具有里程碑意义的突破在于它成功绕开了活体细胞这个长期存在的阻碍。之前的研究者们一直试图在活体细胞的基因组中编写数据，因而细胞死亡、基因突变、数据改变就成了令人头疼的难题。而如今哈佛医学院的科学家们则另辟蹊径，从信息储存的角度出发，完全不使用活体细胞，而只利用DNA来存储数据。
DNA存储具有许多其它电子设备无法比拟的优势。它十分易于复制拷贝，并且这种存储方式能够“免疫”于时间：磁带、VCD等急速更新换代的电子设备大多具有被淘汰的风险，而读写DNA的技术是永不会落伍的；即使在非理想保存环境中放置上千年，DNA编码的内容也可以轻松地被重新读取。另外，DNA的三维结构，使得DNA编码成为了一个信息极度密集的系统，这也正是其具有如此强大储存能力的原因。
当然，针对这项新型技术所存在的难题，比如如何覆盖和重写数据，如何有效规避万分之一的错误概率等。另外，DNA处理工具的价格目前还不够亲民、距离大规模地运用也尚有差距，但是DNA处理器的发展却比同类电子储存设备快得多。目前便利的掌上DNA程序装置已经问世，这将使得这种新型储存技术有望走入寻常百姓家。同时，DNA编码的成本近年来也急速下降，科学家预计在未来的5到10年内，这种新型储存媒介将会比光盘、U盘等传统电子设备更为廉价。也许在不久的将来，将一座图书馆的藏书“塞”进不足一毫克的分子里，将不再是天方夜谭。（通讯员 郭欣赟 记者 徐璐明）