科技巨擘微软宣布,已经利用 DNA 储存技术完成了约 200MB 资料的保存,其中包括 《战争与和平》以及其他的 99 部经典文学作品。虽然,过去已有研究人员证明,资料可以被保存在 DNA 之中。不过,微软指出,过去的技术并没有办法像现在一样,一次性的在 DNA 当中写入如此多资料。
根据微软该专案首席研究员卡林‧施特劳斯 ( Karin Strauss) 表示,DNA 是一种优良的储存介质。相对过去的传统储存设备,DNA 储存的确能带来更高的储存数量。另外,参加微软此项计划的华盛顿大学研究人员也指出,DNA 被认为是磁带的替代选择,后者是目前普遍用于长期储存的标准设备。不过,目前这项技术的成本昂贵,操作复杂。而微软当前则是希望借助在 DNA 储存技术上的研究成果,能进一步发展生物 IT 技术。
Karin Strauss 表示,微软透过研究,是希望看看能否开发出针对 DNA 储存的终端储存系统来保存资讯。这样的系统将是自动化的,并且可用于企业。Karin Strauss 进一步指出。而微软开展这一专案的动机,是在于当前的电子存放装置发展速度赶不上资料量的增长。
根据市场调查机构 IDC 预测,时至 2017 年,全球数字化保存的资料将达到 16兆 GB 这么多。其中,大部分位于大型资料中心的储存设备内。Karin Straus 估计,一旦 DNA 储存技术开发成功,届时一个鞋盒大的 DNA ,就足以保存 100 个大型资料中心的资料。
此外,Karin Straus 也表示,DNA 也有很好的耐久性。尤其,是在干燥寒冷的环境下。因为,就在 2016 年 3 月,就有研究人员宣布,已部分重建了古人类基因。这些古人类的骨骼保存在西班牙一处地下洞穴中已经超过 40 万年历史,而其 DNA 内的资料还能够加以重建。而相较之下,当前做为最基本储存设备的磁带,保存资料只有几十年时间,随后就会老化。
研究人员表示,未来将资料保存在 DNA 中,需要将 0 和 1 的资料转换为 4 种核苷酸,即成基因组成的序列。2012 年,哈佛大学分子生物学家乔治‧切奇 (George Church) 就曾经针对 DNA 中写入了一本 5万 个单词、资料量不到 1MB 的书,随后将其印刷在比花粉粒还小的玻璃芯片上。2016 年,George Church 又报告表示,已实现了 22MB 资料的 DNA 编码。而根据微软此次的宣布,是已成功针对数百万的 DNA 写入了 10 倍于过去的资料量。
加州大学伯克利分校博士后研究员雷因哈德‧赫科尔 (Reinhard Heckel) 也在研究利用 DNA 储存资料。他表示,微软的成功令人关注。不过,阻碍 DNA 储存技术普及的最大障碍仍然是成本。因为,制作订制的 DNA 分子的成本高昂。而微软并未披露此次 DNA 资料储存专案耗费的成本。
不过,Karin Straus 表示,读写 DNA 的成本未来几年将会大幅下降。Karin Straus 进一步指出,已有证据表明,这一成本的下降比过去 50 年中积体电路制造成本降低的速度更快。2007 年,对人类基因组合的排序测序需耗资约 1,000 万美元,但到 2015 年这一成本已下降至 1,000 美元左右。
(首图来源:Flickr/eLife – the journal CC BY 2.0)