一克DNA信息儲存容量堪比千億張DVD光盤 一毫克DNA可“容”一座圖書館

脫氧核糖核酸，即我們通常所說的DNA，由它組成的遺傳指令引導(dǎo)著身體機能的運作。它具有非比尋常的信息儲存容量，一克DNA即能儲存上千億個千兆字節(jié)，相當(dāng)于1000億張DVD光盤的內(nèi)存。而你又是否設(shè)想過這樣“強悍”的儲存功能有朝一日可以應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)之外呢？

近日，哈佛醫(yī)學(xué)院的一支科研團隊已成功地利用DNA序列來編碼了一本圖書，其中包含5.3萬個單詞、11張圖片以及一段電腦程序。這是迄今為止人類使用DNA遺傳物質(zhì)儲存數(shù)據(jù)量最多的一次，比此前科學(xué)家進行的人工DNA編碼的數(shù)據(jù)量增長了600多倍。

科學(xué)家們用一臺噴墨式打印機將化學(xué)合成的DNA短鏈嵌入到一個玻璃微芯片的表面。他們采用的是短序列的編碼方式并將數(shù)據(jù)分段處理，這樣一來不僅可以增強可靠性與準確性，同時也有助于降低成本。

這項實驗的另一個具有里程碑意義的突破在于它成功繞開了活體細胞這個長期存在的阻礙。之前的研究者們一直試圖在活體細胞的基因組中編寫數(shù)據(jù)，因而細胞死亡、基因突變、數(shù)據(jù)改變就成了令人頭疼的難題。而如今哈佛醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們則另辟蹊徑，從信息儲存的角度出發(fā)，完全不使用活體細胞，而只利用DNA來存儲數(shù)據(jù)。

DNA存儲具有許多其它電子設(shè)備無法比擬的優(yōu)勢。它十分易于復(fù)制拷貝，并且這種存儲方式能夠“免疫”于時間：磁帶、VCD等急速更新?lián)Q代的電子設(shè)備大多具有被淘汰的風(fēng)險，而讀寫DNA的技術(shù)是永不會落伍的；即使在非理想保存環(huán)境中放置上千年，DNA編碼的內(nèi)容也可以輕松地被重新讀取。另外，DNA的三維結(jié)構(gòu)，使得DNA編碼成為了一個信息極度密集的系統(tǒng)，這也正是其具有如此強大儲存能力的原因。

當(dāng)然，針對這項新型技術(shù)所存在的難題，比如如何覆蓋和重寫數(shù)據(jù)，如何有效規(guī)避萬分之一的錯誤概率等。另外，DNA處理工具的價格目前還不夠親民、距離大規(guī)模地運用也尚有差距，但是DNA處理器的發(fā)展卻比同類電子儲存設(shè)備快得多。目前便利的掌上DNA程序裝置已經(jīng)問世，這將使得這種新型儲存技術(shù)有望走入尋常百姓家。同時，DNA編碼的成本近年來也急速下降，科學(xué)家預(yù)計在未來的5到10年內(nèi)，這種新型儲存媒介將會比光盤、U盤等傳統(tǒng)電子設(shè)備更為廉價。也許在不久的將來，將一座圖書館的藏書“塞”進不足一毫克的分子里，將不再是天方夜譚。