DNA存儲檢索系統

歐洲科學家展示DNA存儲檢索系統

英國《金融時報》 克萊夫•庫克森 報導

科學家們展示了一套運行成功的DNA存儲和檢索系統，並稱，遺傳學可能提供了儲存大量人造資料的最佳選擇。

位於劍橋的歐洲生物資訊研究所(European Bioinformatics Institute, EBI)的一個團隊開發了這種新方法，以滿足存儲數位化時代產生的海量電子資料的巨大挑戰。硬碟之類的現有技術是昂貴的，並且需要電力供應，而磁帶和磁片等替代存儲介質會隨著時間的推移而惡化。

EBI的DNA資料存儲方案源自科學家尼克•戈德曼(Nick Goldman)和厄溫•伯尼(Ewan Birney)在漢堡一個酒吧喝啤酒時迸發的創意，這種存儲工具不僅持久耐用而且體積非常小。EBI團隊使用一個DNA樣本的化學字母（G、A、T和C）對幾段由0和1組成的數位內容進行編碼。這些內容相當於近1百萬位元組的資料，包括聲音、圖片和文字。

科學家們估計，一杯DNA可以存儲1億小時的高清晰度視頻。經過30億年的進化，這些DNA能夠可靠保持遺傳信息。

“我們已經知道DNA是一種存儲資訊的可靠方法，因為我們可以從猛獁象的骨中提取DNA，歷經數萬年後，這些DNA仍能有效傳遞遺傳信息，”戈德曼博士表示。“它還令人難以置信地小和密集，而且不需要任何電源，因此便於運輸和保管。”

DNA代碼通過電子郵件發送給加利福尼亞州的生物技術公司安捷倫(Agilent)，由其製成實體的DNA分子，然後將經過冷凍乾燥處理後得到的粉末郵寄回劍橋。“結果看起來就像一小撮灰塵，”安捷倫的艾米莉•勒普羅斯特(Emily Leproust)表示。

使用一台DNA閱讀機，EBI能夠以100%的準確性重建原始數位資料。這些資料包括馬丁•路德•金(Martin Luther King)的“我有一個夢想”演講、EBI實驗室的一張照片、莎士比亞所有十四行詩的文本，以及沃森(Watson)和克裏克(Crick)有關DNA“雙螺旋”結構的知名論文。

其他研究人員以前也曾使用DNA存儲數位資料，包括去年為一本書編碼的哈佛大學(Harvard University)的一個研究小組。但戈德曼表示，EBI的系統率先糾正數位和DNA代碼之間的轉換錯誤，而且能夠擴大規模，用於實際的檔案存儲。這項研究成果發表于《自然》(Nature)雜誌。

伯尼和戈德曼計畫研發一套在商業上可行的DNA資料庫，在這個資料庫中，1克DNA可以安全存儲相當於100萬張CD的資料，有效存儲時間超過1萬年。雖然具體細節仍有待研究，但一個檔案庫也許能夠用小瓶裝的DNA灰塵儲存海量資料，每個小瓶都有一個編碼在DNA中的索引系統，以幫助檢索個別文檔。