DNA 储存认为是未来数据储存的一大趋势，根据发表于《自然─生物技术》（Nature Biotechnology）期刊的最新研究，DNA 储存技术又取得新突破。
据《Wired》报导，科学家透过含 DNA 数据的材料 3D 打印一只塑胶兔子，神奇的是，如果切下塑胶兔子的尾巴，也可以解码尾巴的 DNA 讯息后，制造出一只一模一样的兔子。
（Source：Wired）
这个场景，不禁让人联想电影《侏罗纪公园》的科学家透过封于琥珀的蚊子提取恐龙的 DNA，成功让恐龙复活。这次不一样的是，透过 DNA“复活”的并非有生命的物体，而是塑胶模型。
想像一下，这项技术能让 DNA 的数据储存在几乎任何物体，这些物体损坏了没关系，只要还有一小块就能复原所有数据，也就说，所有物品都能成为储存数据的“硬盘”。
以色列基因测序公司 MyHeritage 首席科学家 Yaniv Erlich 是这篇研究论文的主要作者，他把这种将 DNA 整合到日常物品的技术，称为“万物 DNA”（DNA of things），这将重新定义“智慧设备”。
要了解神奇的塑胶兔子是怎么做出来的，首先得简单了解 DNA 储存数据的原理。所有计算机数据都是以 0 和 1 组成的二进制数储存和运算，而 DNA 储存技术是用 4 种碱基代替 0 和 1 ，将数位信号转为化学信号。
根据论文介绍，研究人员先将兔子的数字化模型数据转换为 DNA 的碱基数据，并将 DNA 分子封装至大小 160 奈米的微型玻璃珠，并将数兆个珠子嵌入可生物降解的热塑性聚酯，用这种材料 3D 打印兔子，所以塑胶兔子体内包含 3.7 亿份描述轮廓的数位文件。
▲ 塑胶兔子的 3D 打印与解码原理图。（Source：Nature）
这只兔子叫史丹佛兔子（Stanford Bunny），这不是随便取的名字，所谓“史丹佛兔子”，是计算机图形学领域广泛采用的 3D 测试模型，早在 1994 年由史丹佛大学图形实验制作出来。
3D 打印并不新鲜，真正的突破在于只需切下这只“史丹佛兔子”一小块，就能还原整个兔子的数字化模型，这是怎么做到的？
研究人员透过聚合酶炼式反应（PCR）复制扩增小块 DNA 片段，这能将微量 DNA 大幅增加，最后透过 DNA 测序解读完整原始数据。
（Source：shutterstock）
不过这些操作能做到的前提是保持 DNA 分子化学结构完整，DNA 分子十分脆弱，高温、酸碱大幅变化和紫外线都可能破坏其中的编码讯息，Yaniv Erlich 利用生成带正电荷的二氧化硅颗粒为 DNA 分子的保护壳，让 DNA 分子于打印过程免遭破坏。
据悉研究人员透过这种方式一共做了 5 代兔子，过程中没有任何讯息遗失，每代兔子的讯息都和原始数位文件相同。
美国加州大学洛杉矶分校生物化学专家 Sriram Kosuri 认为，这项研究展示 DNA 数据储存技术更有前景的应用方式，即“让数据储存无处不在”，所有日常物品都可用来储存有用的数据。
研究论文列举这项技术在医学领域的应用，可在医学植入物储存植入物的讯息和病人的病历资料，当成能保存更久的“DNA 电子病历” 。
这项研究证明这种技术的可行性，但现阶段并不实用。因为 DNA 数据的解码成本太高且十分耗时。目前 DNA 测序价格还不够亲民，Yaniv Erlich 制作兔子的成本约新台币 61,530 元，且从编码到解码需要花费几十个小时。
数据输入和读取效率一直是 DNA 储存技术商业化的最大瓶颈之一，今年初微软首次达成全自动 DNA 讯息储存，仅编码“hello”5 个字母，从转换到读取就要花 21 小时。
除了 3D 打印兔子，研究人员还进行另外一项实验，将一段 1.4MB 的影片储存于眼镜的树脂玻璃镜片，展示透过这种技术隐藏讯息的潜力。这大概会成为电影里特工的又一项黑科技吧。
在科幻小说《三体》，人们发现发现讯息储存 1 亿年的唯一可行方法，就是“把字刻在石头上”。很多人会说这样储存的讯息量十分有限，但透过这种“万物 DNA”技术，将数据储存在石头里，或许真的能做到数据永久储存。
（本文由 爱范儿 授权转载；首图来源：Flickr/Christiaan Colen CC BY 2.0）
