作者:Sriram Kosuri 来源:《科学》 发布时间:2012-8-21 10:48:19
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DNA芯片数据存储破纪录

 
科学家用DNA编码存储了一本教科书。
 
图片来源:Sergey Volkov/iStockphoto
 
当说到存储信息,硬盘设备绝对无法同脱氧核糖核酸(DNA)相提并论。我们的遗传密码将数以亿计的千兆字节塞进重达1克的分子中,而仅仅1毫克的分子在将美国国会图书馆中的每一本藏书完全编码后还能够留下很多空地。当然迄今为止,这一切都仅仅停留在理论的层面上。
 
然而在一项新的研究中,研究人员在不足1微微克(1克的一万亿分之一)的DNA中存储了一本遗传学教科书的内容——这一进展将使我们存储数据的能力发生革命性的变化。
 
有一些研究团队一直尝试在活体细胞的基因组中书写数据。但这种方法存在着两个最大的不利条件。首先,细胞会死亡——你绝对不会想让自己的期末论文就这么烟消云散;其次,细胞会复制,进而引入新的突变以改变数据。
 
为了绕开这些问题,由美国波士顿市哈佛医学院的合成生物学家George Church领导的一个研究小组,根本没有使用细胞便创建了一个DNA信息存档系统。事实上,研究人员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。为了编码一个数字文件,研究人员将其分割为小的数据块,并将这些数据转化为DNA的“4字母表”,A、C、G和T——而非典型的数字存储媒介1和0。每个DNA片段同时包含有一个数字“条形码”,它记录了前者在原始文件中的位置。阅读这些数据需要一部DNA定序器和一台计算机以重新按顺序装配所有的片段,并将它们转化回数字格式。计算机同时还具有纠错功能——每块数据都将被复制上千次,通过将其与其他拷贝进行比对,任何小故障都能够得到识别与修复。
 
为了验证这套系统,研究小组利用DNA芯片编码了Church曾参与编纂的一部遗传学教科书。结果很成功。
 
研究人员在8月16日的《科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。(来源:中国科学报 赵熙熙)
 
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