科学家受《侏罗纪公园》启发,利用“类琥珀”聚合物实现DNA长期保存
科学家受《侏罗纪公园》启发,利用“类琥珀”聚合物实现DNA长期保存
麻省理工学院的研究人员受科幻电影《侏罗纪公园》启发,开发出一种名为T-REX(热固性增强干燥保存法)的DNA存储技术。这种技术使用类琥珀聚合物作为存储介质,不仅可以在室温下长期保存DNA,还具有高可扩展性和易于提取等优点。研究人员已经成功利用该技术存储了包括美国独立宣言、侏罗纪公园主题曲以及整个人类基因组等DNA数据样本,并在高温环境下验证了其稳定性。
DNA正迅速成为未来的存储方式,其稳定性和密度令人难以置信,可以比闪存或磁盘存储保存更长的时间,甚至可以将世界所有数据存储在一个咖啡杯中。除了存储生物的遗传信息之外,DNA还可以被“编程”来存储更传统的数据和信息。
这种“琥珀”存储方法有望替代目前常用的冷冻技术用于长期保存DNA。冷冻法存在可扩展性差、需要极低温保存以及冷冻过程中可能因水分或温度波动而损坏DNA等缺点。巴纳尔在接受麻省理工学院采访时表示:“冷冻是保存DNA的主要方式,但它非常昂贵,而且不可扩展。我认为我们新的保存方法可能会成为未来将数字信息存储在DNA上的一项重要技术。”“琥珀”可以在室温下存储DNA,不会损坏数据,并且具有高度的可扩展性。
可编程DNA在数据存储方面具有巨大潜力。一立方毫米的DNA可以存储10亿千兆字节的信息,这种信息密度是任何现有数字存储解决方案都无法企及的。更重要的是,由于DNA由ATCG碱基对组成,因此经过编程的DNA可以使用四碱基语言代替传统数字存储的二进制语言,从而实现更高的存储效率。
麻省理工学院的这项技术被命名为T-REX(热固性增强干燥保存法),目前仍处于研究阶段,但却展现出令人难以置信的前景。研究人员已经成功利用T-REX琥珀存储了包括美国独立宣言、侏罗纪公园主题曲以及整个人类基因组等DNA数据样本,并且在取出后没有发现任何错误,即使将“琥珀”暴露在高达75°C的高温下也是如此。
尽管研究团队目前将该技术应用于医疗领域,但其在整个数据存储领域都具有革命性的意义,或许将为未来海量数据存储解决方案开辟道路。谷歌曾经扫描了一立方毫米的脑组织,产生的存储数据为1.4PB。而使用DNA存储技术,可以将容纳完整大脑扫描所需的约140英亩(约56.7公顷)服务器空间缩小到一小堆岩石大小。