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Your Good Partner in Biology Research

DNA芯片數據存儲破紀錄

日期:2012-08-22 08:11:50

當說到存儲信息,硬盤設備絕對無法同脫氧核糖核酸(DNA)相提并論。我們的遺傳密碼將數以億計的千兆字節塞進重達1克的分子中,而僅僅1毫克的分子在將美國國會圖書館中的每一本藏書完全編碼后還能夠留下很多空地。當然迄今為止,這一切都僅僅停留在理論的層面上。

 

然而在一項新的研究中,研究人員在不足1微微克(1克的一萬億分之一)的DNA中存儲了一本遺傳學教科書的內容——這一進展將使我們存儲數據的能力發生革命性的變化。

 

有一些研究團隊一直嘗試在活體細胞的基因組中書寫數據。但這種方法存在著兩個最大的不利條件。首先,細胞會死亡——你絕對不會想讓自己的期末論文就這么煙消云散;其次,細胞會復制,進而引入新的突變以改變數據。

 

為了繞開這些問題,由美國波士頓市哈佛醫學院的合成生物學家George Church領導的一個研究小組,根本沒有使用細胞便創建了一個DNA信息存檔系統。事實上,研究人員用一臺噴墨式打印機將化學合成的DNA短鏈嵌入到一個玻璃微芯片的表面。為了編碼一個數字文件,研究人員將其分割為小的數據塊,并將這些數據轉化為DNA的“4字母表”,A、CGT——而非典型的數字存儲媒介10。每個DNA片段同時包含有一個數字“條形碼”,它記錄了前者在原始文件中的位置。閱讀這些數據需要一部DNA定序器和一臺計算機以重新按順序裝配所有的片段,并將它們轉化回數字格式。計算機同時還具有糾錯功能——每塊數據都將被復制上千次,通過將其與其他拷貝進行比對,任何小故障都能夠得到識別與修復。

 

為了驗證這套系統,研究小組利用DNA芯片編碼了Church曾參與編纂的一部遺傳學教科書。結果很成功。

 

研究人員在816日的《科學》雜志網絡版上報告了這一研究成果。