在DNA上存儲信息已經(jīng)夠便宜了 有望實現(xiàn)商業(yè)化

據(jù)國外媒體Quartz報道，如今，將數(shù)據(jù)信息存儲在DNA上的成本已經(jīng)足夠便宜，因此該技術有望實現(xiàn)商業(yè)化。

2016年，人類共計產(chǎn)生了16.1萬億GB的數(shù)字信息;到2025年，這一數(shù)字預計將增加十倍以上。我們的個人照片、文本和電子郵件只是占很小的一部分;真正的數(shù)據(jù)洪流來自于科學家們在其研究活動中所創(chuàng)造的海量信息，比如進行實驗和臨床試驗，深入研究生物的最小組成部分;觀察其他行星，盡可能深入地觀察浩瀚的宇宙。而我們目前放置數(shù)據(jù)的地方——外部硬盤和云服務器機房——大部分都稱不上完美的解決方案。它們占用大量的空間，而且每隔十年左右就需要升級一次。

生物技術創(chuàng)業(yè)公司正在尋找從我們的身體內部來解決這個問題。具體地說，就是利用我們的細胞。

大容量存儲的最新趨勢是在DNA中編碼數(shù)據(jù)。畢竟，基因材料已經(jīng)是一種編碼技術。它編碼的生活：每個人體細胞包含30億個堿基對。配對的核苷酸要么是腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)，要么是鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)。它們的序列，是所有執(zhí)行我們(和所有生物)存活所需的功能的蛋白質的秘訣所在。

包括美國國防高級研究計劃局(DARPA)在內的幾家機構已經(jīng)開發(fā)了基于DNA的存儲系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠將各種信息編碼到微小而穩(wěn)定的分子鏈中，分子鏈能夠持續(xù)數(shù)千年。

只有一個問題：制造編碼信息的獨特DNA成本十分高昂。據(jù)《連線》雜志報道，印制目前錄制一分鐘立體聲音所需的150萬對堿基對，成本約為10萬美元。

總部位于波士頓的Catalog公司正試圖降低那些成本。該公司是由麻省理工學院的前研究人員創(chuàng)辦的。Catalog并不是用信息填充一長串DNA，而是制作20到30個堿基對長的DNA片段，這些片段可以用酶縫合在一起。這些片段的排列決定了它們的意義。本質上，它就像一種語言：在英語中，只有26個字母，但通過各種組合，理論上，我們可以創(chuàng)造出無數(shù)不同的單詞。Catalog估計，存儲1MB數(shù)據(jù)的成本將不到0.001美分。作為參照，在Spotify上，一分鐘最高質量的立體聲音約為2.4MB。

6月26日，Catalog宣布，它已經(jīng)使用這一系統(tǒng)將道格拉斯·亞當斯(Douglas Adams)的小說《銀河系漫游指南》(A Hitchhiker’s Guide to the Galaxy)和羅伯特·弗羅斯特(Robert Frost)的詩《未選擇的路》(the Road Not Taken)存儲到基因材料當中。該公司還表示，已經(jīng)獲得了來自不同風險投資公司的900萬美元投資。它計劃明年將其技術商業(yè)化。

任何對該技術感興趣的公司可以將其想要存儲的數(shù)據(jù)提交給Catalog，然后Catalog會將那些信息轉換成二進制代碼，即由0和1組成的長鏈。接著，該公司的流程為每個核苷酸分配一對0和1;例如，“A”可以是00，“C”可以是01，“T”可以是11，“G”可以是10。之后，通過使用這種DNA代碼，數(shù)據(jù)被轉換到一小瓶的基因材料里。小瓶子可以安全地存放在任何溫度達到4攝氏度的冰箱里，比如餐館使用的那種冰箱。

當信息以這種方式存儲時，你需要使用密鑰來將DNA解碼回二進制代碼，然后轉換回可讀的格式。Catalog的創(chuàng)始人之一Hyunjun Park表示，一旦公司開始對信息進行編碼，他們就會將他們的密鑰公開，這樣客戶就可讓任何人都能夠對他們的信息進行重新排序。然而，企業(yè)可以請求獲得一個新的私有密鑰，這樣他們的信息就有了額外的加密層。

如果Catalog的技術真如它所說的那樣有效，那么該公司將有望為使得基因數(shù)據(jù)存儲可為任何人所用和持續(xù)數(shù)百年鋪平道路。Hyunjun Park說，該公司正與檔案學家合作，尋找在DNA編碼中加入清晰而持久的密鑰的最佳方式，以便未來我們的曾曾孫(或外星入侵者)能夠自己解碼Catalog DNA。