印刷機(jī)和活字印刷術(shù)（可以排列和上墨的金屬字母）的發(fā)明引發(fā)了文藝復(fù)興和信息爆炸，這種爆炸一直持續(xù)到今天。

　　現(xiàn)在，研究人員報(bào)告說，在分子水平上應(yīng)用可移動(dòng)字體的概念，大大加快了在DNA鏈中編碼數(shù)據(jù)的能力，DNA鏈?zhǔn)且环N難以置信的高密度存儲(chǔ)信息的介質(zhì)。

　　獨(dú)立研究人員說，盡管目前只在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了演示，但今天在《Nature》雜志上報(bào)道的這種新方法可以為新興的DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)注入活力，因?yàn)樗梢允怪匾畔⒋鏅n幾十年甚至更長時(shí)間都具有成本效益。

　　Altos實(shí)驗(yàn)室的基因組學(xué)專家Kun Zhang說：“這是一個(gè)非常好的概念驗(yàn)證，也是對(duì)以前DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的重大改進(jìn)?！?/p>

　　華盛頓大學(xué)的生物物理學(xué)家Jeff Nivala補(bǔ)充說：“它繞過了需要從頭合成DNA的DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)障礙。”

　　DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的吸引力是巨大的：一克DNA可以存儲(chǔ)多達(dá)215pb的數(shù)據(jù)，足以存儲(chǔ)1000萬小時(shí)的高清視頻。按照這個(gè)速度，幾輛皮卡卡車的DNA就可以存儲(chǔ)人類記錄的所有數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的電子硬盤在幾年或幾十年內(nèi)就會(huì)退化，而DNA可以持續(xù)數(shù)千年。

　　此外，如今用DNA測序儀讀出DNA四字母字母表編碼的數(shù)據(jù)既直接又相對(duì)較快。問題是寫入數(shù)據(jù)，這通常需要一次一個(gè)字母地合成定制的DNA鏈。今天最快的DNA編寫者每天可以合成大約3.2億字節(jié)的DNA數(shù)據(jù)。按照這個(gè)速度，寫出一克DNA需要近200萬年的時(shí)間。

　　北京大學(xué)計(jì)算生物學(xué)家Long Qian表示：“與硬盤驅(qū)動(dòng)器相比，它負(fù)擔(dān)不起，因?yàn)閷懭胨俣认喈?dāng)慢?！?/p>

　　為了加快速度，Qian和她的同事們從活字印刷術(shù)中尋找靈感，活字印刷術(shù)最初是在公元1040年左右在中國發(fā)明的，比約翰內(nèi)斯·古騰堡的印刷機(jī)早400年，他們使用瓷器而非金屬。作為“紙”，他們合成了長標(biāo)準(zhǔn)化的單鏈DNA模板片段。對(duì)于“類型”，他們合成了數(shù)百個(gè)短單鏈DNA“磚塊”，每個(gè)“磚塊”長24個(gè)堿基，其序列被設(shè)計(jì)成沿著DNA模板與特定區(qū)域結(jié)合。

　　然后，研究人員轉(zhuǎn)向細(xì)胞中一種叫做甲基化的自然過程，用數(shù)字0或1對(duì)積木進(jìn)行編碼。在體內(nèi)，細(xì)胞將甲基（一個(gè)碳原子和三個(gè)氫原子）附著在特定的DNA序列上，以指示哪些基因應(yīng)該在不同的組織中表達(dá)和沉默。

　　為了存儲(chǔ)DNA， Qian和她的同事們添加了一種酶，將甲基連接到一些DNA磚塊（1s）上，而留下其他的(0)。就像文藝復(fù)興時(shí)期的排字工人一樣，他們選擇磚塊，用合適的15和0與模板對(duì)齊，以編碼他們想要的任何數(shù)字文件。放置在溶液中，磚塊很快找到并連接到模板上相應(yīng)的序列。

　　最后，研究人員必須“墨汁”打字并打印到紙上。他們添加了一種被稱為甲基轉(zhuǎn)移酶的酶，這種酶可以將磚塊上的所有甲基復(fù)制到模板鏈上的鄰近位置，kaiyun中國網(wǎng)站然后可以通過商業(yè)DNA測序機(jī)讀取。他們演示了寫入和讀取包含近27萬比特的文件，足以對(duì)老虎和大熊貓等高分辨率圖像進(jìn)行編碼。

　　Qian說，目前用這種方法寫入數(shù)據(jù)的成本約為每比特0.003美元。雖然這比DNA合成公司對(duì)每個(gè)新DNA字母的收費(fèi)要高，但錢相信商業(yè)化操作將比她的實(shí)驗(yàn)室使用更少的試劑來降低成本。

　　但是Qian說，這項(xiàng)研究已經(jīng)證明了將數(shù)據(jù)寫入DNA的速度加快了。錢估計(jì)，這種新方法的商業(yè)版本可以達(dá)到每天2tb的速度，比目前最好的商業(yè)DNA合成器提高了6000倍。Qian和她的同事們現(xiàn)在正在尋找除了甲基之外的其他化學(xué)標(biāo)記來修飾DNA模板，以便每條鏈編碼更多的數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步加快速度。如果成功，活字印刷術(shù)可能不僅是古代的突破之一，也是未來的突破之一。

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