科学家设计出一种新型DNA数据存储方法:将数据写入活体细菌的DNA

科学家们已经设计出了一种新型DNA数据存储方法，这种方法不太可能像昔日的软盘和CD那样在短时间内变得过时和陈旧。

《科学》的一份报告解释说，来自哥伦比亚大学的研究人员最近通过将数据写入活体细菌的DNA中，为日益增长的DNA数据存储领域增添了新的内容。

该小组 在《自然化学生物学》杂志上的论文中写道：  “这项工作建立了直接的数字生物数据存储框架，并提高了我们在硅和碳基实体之间进行信息交换的能力。” 

DNA数据存储的早期挫折

为了在DNA中存储数字数据，需要DNA合成器将0和1的二进制数据格式转换为有机代码。这是由分子的四个碱基–腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶的排列组合来完成的。

这种方法确实带来了一些问题。其中包括：代码越长，合成器的工作越不准确。迄今为止，研究人员通过将代码分解成块，然后再由DNA测序仪拼接的方式来解决这个问题。

合成DNA存储的数据也是一种成本非常高的做法–合成1兆信息的价格可以达到3500美元。另一个问题是，DNA会随着时间的推移而退化，这意味着数据存储不会永远持续下去。

研究在活生物体中存储DNA数据的好处

为了找到解决方法，哥伦比亚大学的研究人员试图弄清楚是否可以用生物体进行DNA数据存储。

他们发现，通过将数据存储在生物体中，确实可以延长数据的寿命。不仅如此，它还可以传递给生物体的后代，延长使用寿命。

哥伦比亚大学的研究团队，在过去的两年里致力于活体生物体DNA研究。在他们最近公开的研发中，团队能够将72位数据编码到细菌细胞群中，写出 “世界你好！”的字样。

研究人员使用基因编辑技术CRISPR将新的序列拼接并编辑到DNA中，这样他们就可以将数据存储在活性基因中。

当然，72位是一个微不足道的数据量，不过这也是一个开始。

哥伦比亚大学的团队也确实要想办法解决数据在细菌DNA的突变和复制中幸存的问题。

不过，该领域的科学家还是认为，DNA存储是一个值得追求的目标。

更重要的是，超过10万亿个DNA分子可以被挤进一立方厘米的空间。因此，从理论上讲，一立方厘米的材料可以同时进行10万亿次计算，并容纳惊人的10TB数据–这比今天计算机中同等空间所能存储的信息要多出一个数量级。

最近，其他研究也为DNA存储领域添砖加瓦。例如，来自北卡罗来纳州立大学的研究人员最近开发了一种新的DNA数据管理系统，名为DORIS，可以在室温下工作。

尽管哥伦比亚大学研究人员的工作无疑是DNA存储新领域的早期步骤，但前景肯定是存在的。通过利用CRISPR基因编辑技术，研究人员或许能够解锁一种极其强大的新计算形式，这种计算形式可以与备受关注的量子计算革命相媲美，甚至更胜一筹。获取更多前沿科技 研究访问：https://byteclicks.com