終極存儲設備 -- DNA

openkk 12年前發布 | 8K 次閱讀存儲

說到存儲信息，現有的硬盤沒辦法跟 DNA 相比。我們的基因代碼可以把數十億的信息包含在一克 DNA 分子中，而一毫克的分子將美國國會圖書館（Library of Congress）中的所有書籍完全編碼后仍綽綽有余。不過這一切此前都只是理論上的，直到現在。

在一項新的研究中，研究人員將一本完整的遺傳學教材保存在了不到一沙克（picogram，億萬分之一克）DNA 中。這一突破，將徹底改變我們未來存儲數據的能力。

一些團隊試圖將數據寫到活細胞的基因組中，但是這種方法有幾個缺點。首先，如果細胞死亡你就得不到任何數據；其次，細胞增殖時可能發生的突變將讓數據發生改變。為了克服這些問題，George Church 領導的一個團隊創建了基于任意細胞的 DNA 信息歸檔系統，并利用噴墨打印機將使用化學方法合成的 DNA 片段嵌入到微小的玻璃芯片表面。

編碼數字文件時，研究人員將其劃分為小塊數據，但不是以當前通行的0、1來表示存儲數據，而是以組成 DNA 的四種脫氧核苷酸（堿基）As、Cs、Gs 和 Ts 表示。每一個 DNA 片段還包含一個數字“條碼”，記錄它在原始文件中的位置。讀取數據時，需要借助 DNA 測序器與計算機把所有 DNA 片段中的編碼按標記順序排列，并將其轉換為數字格式。計算機也負責糾錯，因為每個 DNA 片段都被復制了上千份副本，所以任意一個出錯都能通過其它副本來修正。

為證明該系統的可行性，研究團隊先將遺傳學教材轉換并存儲到 DNA 存儲芯片上，然后再轉換回數字格式。演示系統的出錯率為百萬分之二，總共只有幾個單詞拼寫錯誤。這種效果等同于 DVD，且遠勝于磁盤存儲設備。再加上其尺寸微小，所以研究團隊在發布到《Science》的研究報告稱，DNA 芯片是當前已知存儲密度最高的介質。

不過你也別著急將自己現在的存儲設備換成遺傳物質，因為當前受 DNA 測序成本及相關儀器限制，這種存儲技術還沒有辦法普及。不過該領域也正在快速發展，使這些技術向著更便宜、便快、更小的方向發展。