哈佛科學家將電影上傳到DNA中，

存儲數據技術再創紀錄

IT之家7月13日消息，據CNET報道，本周，哈佛大學的研究人員將電影片段與高科技結合，植入了活體細胞DNA中存儲，可以被隨意訪問和無限複製。此前數年，哈佛大學等機構的研究人員已經成功將圖像或其他基本信息片段編碼到細菌DNA中，此次編碼視頻表明DNA存儲數據技術已經發展到新的水平。此外，這項研究也有助於對抗疾病，以及加深我們對生物學的理解。

左為上傳的影片，右為讀取出來的

據了解，遺傳學家最後獲得了一個代表整部電影的DNA序列，他們利用基因編輯技術Crispr，把這一DNA序列插入到一種常見腸道細菌的基因中。研究團隊發現，在細菌的每一代後代中，存儲在基因中的電影都「完好如初」。

附：DNA硬碟：1克能存700TB數據

隨著生物計算機技術的發展，越來越多的新型存儲媒介進入我們的視線之中。2007年就有日本科學家成功使用細菌DNA儲存數據，可保存千年；我們之前也向大家介紹過 螃蟹計算機 和 用細菌製造硬碟 ，其理念都頗具科幻感。近日，哈佛大學威斯研究所（Harvard`s Wyss Institute）的生物工程師和遺傳學家成功開發了一項新技術，可以將約700TB的數據儲存進1克DNA之中，將之前使用DNA存儲數據容量的紀錄提高了1000倍。

這個由喬治·切齊(George Church)和瑟里拉姆·庫蘇里(Sriram Kosuri)領導的團隊把我們的DNA完全當做了數字硬碟，他們合成了一個可存儲96比特數據的DNA鏈，具體存儲方法是為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶分別賦予二進位值（胸腺嘧啶和鳥嘌呤=1，腺嘌呤和胞嘧啶=0），隨後通過微流體晶元對基因序列進行合成，從而使該序列的位置與相關數據集相匹配。當需要對數據進行讀取時，只需再將基因序列還原為二進位即可。為了方便讀取數據，研究人員還在每一個DNA片斷的頭部加入了19比特的地址塊（address block），用此記錄其在原始文件中的位置。

把DNA作為儲存介質並非首次嘗試，科學家們對它其實覬覦已久。DNA作為儲存介質的優點有三：

1. 體積小。一個鹼基只有幾個原子大小，人們以此為基礎進行數據存儲，整體的體積將大大領先於傳統硬碟。

2. 密度大。一個DNA片段就含有無數個鹼基。

3. 穩定性強。相比於其他需要低溫、真空保存的存儲介質，DNA可以在不苛刻的條件下保存上百年。

得益於微流體技術的發展，合成、排列DNA成為了一項較為簡單方便的工作。在此之前，人類基因組計劃（Human Genome Project）為了研究一個含有30億對鹼基的人類DNA組要耗費數年的時間。現在，在微流體晶元的幫助下，這項工作只要幾個小時就能完成。

設想一下，1克DNA不到指尖上一滴露珠大小，卻能夠儲存700TB的數據，相當於1.4萬張50GB容量的藍光光碟，或233個3TB的硬碟（差不多要151千克重）。切齊和庫蘇里在試驗中將切齊的新書複製了700億份儲存在DNA中，數據總量達到44PB。

之前也有許多研究DNA存儲的科學家嘗試在活體細胞的基因組中書寫數據。但細胞不僅會死亡，而且還會分裂複製，這對其中存儲的數據都是致命性打擊。此番切齊和庫蘇里根本沒有使用細胞，他們使用了人造合成的DNA，繞開了之前的問題。雖說利用活體細胞DNA儲存數據無法逃開細胞死亡和細胞分裂的問題，但畢竟可以在短時間內保障數據的安全，在某種特殊情境下（比如007系列電影內）完全可以採用。當然，切齊和庫蘇里的科研成果更符合現實社會的需求。

目前，囿於儲存空間的緊缺，網站的資料備份通常只會保存數月乃至數周。等到DNA存儲技術成熟，我們就可以把全人類的信息資料都存儲起來。人類可以在每一寸土地上安裝攝像頭，將每一處每一分每一秒上發生的事情都記錄起來。人類還可以把所有的圖書、資料、視頻信息統統儲存起來，幾百公斤的DNA就能夠勝任這個「全人類」的工作。

文章編譯自Extremtech：

Harvard cracks DNA storage, crams 700 terabytes of data into a single gram

作者： Sebastian Anthony

作者：果殼包果核

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