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DNA可以储存信息的时代即将来临

人造DNA可以保存大量数据,并且可以冷冻干燥、运输和储存数据长达几千年。研究人员可以在DNA上储存计算机操作系统和短片电影,并且人类产生数据的速度要比硬盘或磁带可以处理数据的速度更快。

因此按照现有陈旧的老方法,难以应付快速增长的信息储存,这是科学家所面临的实际问题,寻找信息储存新的解决方案是解决此难题的唯一出路。因为DNA分子是一种令人难以置信的密集存储介质,每克DNA能够存储大约2拍字节,相当于大约300万张CD。

发表在《科学》杂志的此项新研究成果,是哥伦比亚大学和纽约基因组中心的研究人员合作完成的。此成果表明为在手机上观看流媒体视频而设计的一个算法,可以通过将更多信息挤压成四个基本核苷酸而使得DNA几乎全部存储潜力被开启。

他们证明这项技术是非常可靠的,DNA是一种理想的存储介质,不仅仅因为它是一种令人难以置信的密集存储介质,而且因为它能够使信息保持的时间极长。如果将DNA分子保存在阴凉、干燥的地方,可以使其保存的信息持续成千上万年,就像最近在西班牙的一个洞穴中发现的、距今已有43万年的人类祖先的骨头中,照样保存着DNA信息。

虽然说我们已经有微软储存和读取 DNA 资料的先例,但离商用化还有很长的路要走。今天来自哥伦比亚大学与纽约基因组中心的一对研究员 Yaniv Erlich 及 DIna Zielinski,宣布了成功利用被称为「DNA Fountain」的编码技术,将一整个作业系统、一部电影、一只电脑病毒等六种档案,储存到 DNA 中,并完整无误的读出。

DNA Fountain 其实是基于像 Netflix 这样网路影片串流服务而来的技术,将资料编码,并切割成极小的单元,就算其中有少数单元损坏或遗失,剩余的部份也能组合出完整的档案来。

以这次实验的例子,六个档案一共被切成了 72,000 条 DNA 序列,但每个序列只有 200 个硷基而已。除了符合 DNA 特殊的应用情况之外,这种编码也可以大幅增加资料密度,由 2012 年哈佛实验时的每克 700TB,爆增到了每克 215PB 之谱。

当然,目前相关技术都还在理论、实验室的阶段,要到 DNA 可以商品化还早得很,更不要说能和现今的晶片或磁性储存技术竞争了。

但 DNA 也有自己的优势,除了超高的资料密度之外,它的理论「保存期限」可以长达 100 年、消耗的能量极低、而且可以在分子结构上直接对它做「操作」。

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