91儀器信息網(wǎng) 從古人發(fā)明的結(jié)繩記事到以文字為主導(dǎo)的紙張記錄，從磁帶磁盤到現(xiàn)在的半導(dǎo)體記錄，信息存儲的方式隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷的演變和轉(zhuǎn)換，尤其是在現(xiàn)今這樣一個充滿信息和數(shù)據(jù)的社會，人類對于計算和存儲的依賴程度要比以往更加強烈。但是你有沒有想過，隨著生物科技的發(fā)展，未來某天，來源于人體內(nèi)部的基因和DNA可能會成為新的存儲方式呢？
  日前，《自然 生物技術(shù)》發(fā)表了一項新的研究成果，哥倫比亞大學(xué)副教授亞尼弗 埃利奇與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的專家等構(gòu)成的研究團隊，利用3D打印技術(shù)制作了一只兔子，并用玻璃納米珠將這只兔子的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以雙鏈DNA結(jié)構(gòu)形式包裹起來，添加到用于3D打印的塑料中，通過對兔子在DNA中印刷說明的編碼和解碼，這只3D打印的兔子模型實現(xiàn)了其自身數(shù)據(jù)的DNA存儲和傳遞。
  研究人員稱，3D打印出來的模型與真正的兔子并無二致，而且擁有自己的DNA藍圖。這一研究成果不僅表明DNA存儲不受任何形狀限制，而且還可以在無生命的物體中進行數(shù)據(jù)的存儲和傳遞，實現(xiàn)精確的 復(fù)制克隆 這一功能。
  DNA存儲看似有些不切實際，然而國際上卻對此早有研究。早在2007年，生物學(xué)家就把枯草桿菌作為實驗對象，將信息植入其DNA。2012年，德國的一個聯(lián)合科研團隊利用三文魚的DNA制造出單次寫入、多次讀取的存儲器。2013年，Ewan Birney和NickGoldman的研究團隊用三年時間成功將一些莎士比亞的詩、一張JPG格式圖片、一份關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的PDF學(xué)術(shù)論文以及馬丁路德金演講 我有一個夢想 的26秒片段等信息存進了微量DNA里。
  理論上來講，DNA存儲相對于其他存儲方式來說優(yōu)勢明顯，DNA具有體積小、容易獲取、存儲量大(10噸DNA即可存儲人類目前所創(chuàng)造的所有數(shù)字信息)等特點。同時，由于沒有材料或形狀的限制，我們可以把DNA注入日常物件中，使存儲信息成為我們生活的一部分。DNA測序儀是能夠自動灌膠、進樣、收集數(shù)據(jù)并進行分析的檢測DNA片段堿基順序或大小和定量的儀器，可進行DNA測序、雜合子分析、微衛(wèi)星序列分析以及長片段PCR等的分析。在解析DNA時，我們利用DNA測序儀就可以將存儲信息解析出來。
  但另一方面，存儲成本較高、隨機讀取困難、一次性存儲、無法回收利用等都是DNA數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用普及需要打破的技術(shù)桎梏。在此項研究中，研究團隊所花費的資金和時間成本都是較為高昂的。而且，DNA分子較為脆弱，高溫、pH波動和紫外線照射都會使其變質(zhì)，進而降低其編碼信息的質(zhì)量。
  從生命體出現(xiàn)開始，DNA就已經(jīng)開始記錄存儲生物的遺傳信息了。直到今天科學(xué)家還可以通過幾千年前的殘骸來推斷當(dāng)時的一些情況?；蛟S隨著生物科技的發(fā)展，DNA存儲在未來真的能夠成為常見存儲技術(shù)之一。
  (資料來源：科學(xué)網(wǎng)、百度百科)
  編輯點評：在著名科普雜志《科學(xué)美國人》公布的2019年十大突破性技術(shù)榜單上，DNA存儲技術(shù)榜上有名，DNA存儲技術(shù)具有體積小、數(shù)據(jù)密度大、穩(wěn)定性強、能耗極低等優(yōu)勢，也具有解決未來社會因數(shù)據(jù)量激增引發(fā)的一系列挑戰(zhàn)的潛力，尤其是近些年DNA存儲技術(shù)的難點不斷被攻克，商業(yè)化應(yīng)用曙光微顯。相信在因數(shù)據(jù)爆發(fā)產(chǎn)生系列危機的未來，DNA存儲技術(shù)終將成為潛在技術(shù)路徑。