既然我们能读取 DNA，就不难看出这套生物编码系统如何呼应电脑科学。近几十年来，数位变革大大促进了基因组学的革新，从而让 DNA 与某些崭新的电脑运算技术产生连结。毫无疑问地，DNA 的资料储存型态比过往数十年来的任何一种储存媒介都更长寿，不像软碟与光碟会随着时代被淘汰，只要人类本身跟读取 DNA 的技术一起存在，资料就可以一直保存。
DNA 运算可突破硬件限制
将资讯储存于 DNA 的另一项好处是容量够大，毕竟连人类基因组都能全部装进宽度介于 2~10 微米的细胞核里。以下我们稍做个比较，好让读者体会微米有多小：微米是 1 米的百万分之一，就算人类头发的宽度也有 75 微米。科学家已经成功将莎士比亚共 154 首十四行诗，以及金恩博士（Martin Luther King）的演说“我有一个梦”26 秒语音剪辑档存入 DNA，同时也能分毫不差地读取出来。方法采用电子计算的二进制系统，只不过将数位资讯的 0 与 1 试着转换成 DNA 碱基 A、C、G、T 的四个字母，再予以排列组合。位元（0 或 I）是电脑讯息存取或操控的最小单位；以莎翁十四行诗全集来算的话，会有 520 万位元的资料编进 DNA。
撇开资料储存不提，DNA 运算本身的发展仍是十分令人着迷。起初，这项技术的研发是为了解决电脑科学研究者的难题。人们生活极度倚赖的个人电脑、平板电脑和智能手机规格一代比一代小，相应零件的生产技术限制越来越多，而且所费不赀。继续这样缩小下去，很快就会到达极限了。英代尔（Intel）的工程师预测，最快在二○一八年便会发生上述情况。不过有了 DNA 电脑，可以利用遗传分子作为输入单位，蛋白质等生物分子则充当处理器。传统电脑以循序渐进的方式处理资讯，运算起来相当费时；DNA 电脑可平行处理讯息，大大加快了速度。DNA 电脑是将漂浮的 DNA 分子或 RNA 分子装在试管里，或是固定在镀金的显微镜载玻片上，类似电路板的概念。问题以及解答的程式码，都可以编写进一组 DNA 分子，透过这种玻片来运算。
DNA 电脑有助于推动智能药物与个人化疗程
DNA 电脑还能用于传统电脑难以达到的地点与规模，例如细胞或人工合成的极薄材料，进而开发出可能的新用途，例如在细胞里植入生物电脑，既可识别产生病变的组织、选择执行自毁程序，或重新编写细胞里受损的 DNA。举例来说，将癌细胞重新编码以免转变成肿瘤，或者让干细胞成长为可移植的器官。实验证实，生化电脑也能用于控制生物活性治疗分子，包括某些药物。
以上述概念所开发的 DNA 电脑，实际可行的应用范例，包括用来运算井字游戏（和人类玩家对决）；有的能计算平方根；有的模拟自律神经系统，可做出类似于脊椎的反射动作。然而截至目前为止，DNA 电脑跟硅芯片电脑相比，演算能力和速度还是远远不及，的确有点令人沮丧。
话说回来，DNA 运算在生物学与生物医学的应用仍旧开启了令人振奋的契机，并且将在往后数十年内创造出更新更好的 DNA 仪器，可做为生物感测器，用于诊断病症、制作奈米元件，或是控制细胞的生物机能并加以编码。DNA 运算还能大力推动“智能药物”，这种药物可感知并分析多种生理讯息，释出相对应的药性。除了提升人类的生活品质与福祉，将 DNA 与电脑交叉运算的结果，可能让我们更进一步探究现知生物于大自然中登场的来龙去脉。
此外，过往仅供专业人士使用的大型电脑如今变成人人可得的便携式装置，想必有助于在实验室之外的地方推广遗传学。这类基因相关学问该由何人于何时何地运用，已经历重大变迁，将来则会更加“大众化”。
很快地，医师与病患一个个都将采纳基因技术变革发展出的个人化做法，因人制宜的医疗也已应用于众多层面，小至剂量调整，大至研究白血病、艾滋病、直肠癌的最佳疗程。没有生病但关心自身健康发展的人，也可以使用基因检测技术一探究竟，而且这种情形还颇为常见。现在不少人会从网络或实体商店购买基因检测的服务，获取关于自身遗传或祖先血统的资讯。生命科学研究员安德鲁．海赛尔（Andrew Hessel）在欧特克（Autodesk）软件公司负责奈米粒子工程、DNA 合成技术与人类基因组定序等计划，他认为未来 DNA 定序的商业模式正在改变。目前已有基因检测公司免费提供个人基因组定序服务，待分析结果出炉后再销售其他相关医疗服务。还有公司会付费为合适的人选检测，这些人可能拥有“很值钱”的生物特征，筛检他们的 DNA 会是一笔很划算的交易，说不定就这样找到了人人想要的基因了。比如不会秃头、头发不会花白、不需要很多睡眠、长相看起来永远不显老、极佳的视力或夜间视力，诸如此类。调查这些人的基因，也许就能进一步研究出新药，能让他人也能拥有上述特质。
（Source：shutterstock）
DNA 资讯泄露的安全与隐私危机
重点是，要获得基因资讯，当然得先递交 DNA 样本。也就是说，我们得把包含基因秘密的唾液吐进试管，邮递至实验室，等实验人员判读样本后再利用网络通知结果。这听起来没什么害处，若能得知自己有维京人血统，或是与埃及艳后有血缘关系，虽然不怎么实用倒也挺有趣的。但是在此后十年内，科学家判读基因资料的能力，将有可能提升至对人造成潜在风险的程度。基因不仅是一个人的独特标志，所隐含了一整个家族遗传及精神障碍疾病等资讯，对隐私权影响深远。
伦敦大学学院（University College London）电脑安全与隐私专家艾米里亚诺．狄．克里斯多法洛（Emiliano de Cristofaro）指出，就连最近意在增进“大众福祉”而设置的公共基因数据库，也等于间接迫使病患与捐赠者放弃隐私。在他看来，移除基因标志或隐藏基因所有人身份，这样的基因匿名做法根本无效。最近就有一群人骇入了家谱基因网站，甚至凭著上头有限的数据和零碎的基因讯息，就循线查出了这些基因拥有者的身份。
克里斯多法洛更提醒一点，不断进步的电脑运算能力会让提供 DNA 数据变得更加不安全，基因组当中某些用途尚未明朗的环节也是潜藏的风险。当科学家逐渐解开基因定序的所有隐藏功能和秘密，有心人士或许会借此技术危害特定基因的所有者。若说 DNA 资讯可用于制造武器，倒也并非天方夜谭。有学者便指出，只要明白攻击对象的基因特征，就足以设计出个人化的生化武器将对方杀死，完全不留蛛丝马迹。在日常生活方面，克里斯多法洛的提问切中要点：“要是我们发觉某种基因变异和精神障碍有关呢？数据一旦给出去，就拿不回来了。基因数据的建立引来了前所未有的个人资讯安全危机，因为基因的灵敏度不会随时间衰退，而握有某人的基因资讯就能推知其血缘相关者的基因内情。若是电脑密码泄漏了还能重设，对基因却没法来上这一招。”
DNA 技术大众化，人人皆可用
如果人类的未来没有走向反乌托邦（dystopia），科技发展将会延续上个十年定下的走势，技术的大众化有助于在城市里推动社区实验室，由未受过专业科学训练的人来推动便于使用的低成本技术。如今，在实验室之外，已有各行各业的人在从事与基因相关的工作，比如生产价廉的胰岛素和改良粮食作物。同时，基因科学的进步也让好些非关必要的发明有了推展余地，像是把果酱的 DNA 序列转为商品条码，又或让细菌能在黑暗中发光闪烁。
安德鲁．海赛尔确信人类的未来不只如此，生化技术将会进入每一个人的家中，一如电脑、网络及云端技术。未来的住家将拥有使用更方便的生化科技装置，例如可监控口腔微生物的牙刷。遗传学的发展有些已逐渐开花结果，有些却还得一段时间才能落实，而且过程也许会出乎大多数人意料。按照海赛尔的话来看，我们能确定 DNA 相关技术会越来越精准、便宜，进展会越来越快，而且越来越重要。这类技术不仅能让我们更了解自己，还能依照需求创造出不同的生物合成物。“基因研究势必会快速演进，和电脑的发展趋势一样，挡都挡不了。未来人人都将用得上这项科技。”
（本文内容节选自三采文化《人类大未来：下一个五十年，科技如何让人类更幸福？》）
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（首图来源：pixaby）
