用DNA存儲信息能達數萬年之久

　　據物理學家組織網近日報道，歐洲分子生物學實驗室-歐洲生物信息學研究所(EMBL-EBI)的研究人員創建了一種可將數字化信息存儲數萬年之久的新技術。其采用DNA作為介質，儲存規模遠遠超出全球所有的信息量。該技術可以在大約一杯DNA里存儲至少1億小時的高清視頻文件。相關研究結果發表在1月23日《自然》雜志在線版上。

　　世界上的數字信息將近3澤字節，即30萬億億個字節。新的數字內容不斷匯集對檔案工作者構成了挑戰。而硬盤價格昂貴且需要不斷的電力供應，即使是最好的“無動力”歸檔材料如磁帶，也會在10年之內“失憶”老化。這在生命科學領域更是一個日益凸顯的問題，包括記錄大量DNA序列的科學數據卷宗。

　　EMBL-EBI的尼克·高曼說：“DNA是一種可靠的存儲信息方法，因為我們可以從猛犸象的骨頭中提取到它，其上的數據可以追溯到幾萬年之前。而令人難以置信的是它小而密集，不需要任何電源存儲，因此傳輸、保存信息很容易。”

　　研究人員說，讀取DNA是相當簡單的，但將它寫入是DNA存儲成為現實的一個主要障礙。挑戰主要來自兩方面：首先，目前的方法唯有可能用短字符串加工DNA;其次，寫入和讀出DNA都很容易出錯，尤其是當重復相同的DNA字母時。高曼和該研究的聯合作者、 EMBL-EBI副主任伊萬著手創建了一種代碼，以克服存在的問題。

　　伊萬說：“我們知道需要使用唯一的DNA短字符串制作代碼，而用這樣一個方式創建運行相同的字母是不可能的。所以我們設想，把代碼解散成兩個方向上的很多重疊的片段，其攜帶的索引信息可以顯示每個片段屬于整體哪一部分的代碼，然后做一個不允許重復的編碼方案。這樣一來，在不同的片段就不會出現同樣的錯誤，即便有也非常罕見。”

　　這種新方法需要合成DNA的編碼信息，總部位于加州的安捷倫科技公司自愿提供此服務。伊萬和高曼發送其編碼的版本包括：馬丁·路德·金演講“我有一個夢想”的MP3，一張EMBL-EBI的JPG照片;沃森和克里克開創性論文“分子結構核酸”的PDF版本;所有莎士比亞十四行詩TXT文本以及描述編碼的文件。研究人員說：“我們從網絡上下載文件，并用其來合成成千上萬的DNA片段，結果看起來像一小塊塵埃。安捷倫把合成后的樣品郵寄給了EMBL-EBI。”研究人員能夠毫無差錯地排序DNA和解碼文件，準確率可達100%。

　　高曼說：“我們用分子形式創建了一個容錯代碼，可以保存數萬年，在適當的條件下或可能持續更長時間。只要有人知道代碼是什么，并有一臺機器可以讀出DNA，就能夠將原信息讀回。”

　　理論分析表明，以DNA為基礎的存儲方案在規模上遠遠超出了目前的全球信息量，并為大規模、長期和不經常訪問的數字典藏提供了一個理想的技術。事實上，目前技術進步的趨勢是減少DNA合成在速度上的成本，計劃在10年內實現50年歸檔的成本效益。雖然還有很多實際中有待解決的問題，但是DNA固有的密度和“長壽”優勢，使之成為一個具有吸引力的存儲介質。研究人員的下一步是完善編碼方案，并探究其實用性，為商業上可行的DNA存儲模型鋪平道路。