DNA势替代硬盘 海量存储逾万年

2013-01-25 06:57  来源:大公报

  图:EBI的科学家戈德曼正在检视合成DNA\美联社

  【大公报讯】据法新社巴黎23日消息:欧洲生物信息研究所(EBI)的科学家周三宣布,DNA将成为最实用、大容量、低维护的存储介质。理论上来说,只需4克DNA就能够储存每年创造出来的所有数字数据,而且有效存储时间超过1万年。

  位于英国剑桥的EBI团队开发了这种新方法,以满足存储数字化时代产生的海量电子数据的巨大挑战。硬盘之类的现有存储技术花费不小,并且需要电力供应,而磁带和磁盘等替代存储介质会随着时间的推移而恶化,DNA不仅持久耐用而且体积非常小。

  无意创造生命形式

  EBI的DNA数据存储方案源自科学家尼克戈德曼和厄温伯尼在德国汉堡一个酒吧喝啤酒时迸发的创意。EBI团队使用一个DNA样本的化学字母(G、A、T和C)对几段由0和1组成的数字内容进行编码。这些内容相当于近1兆字节的数据,包括声音、图片和文字。

  科学家们估计,一杯DNA可以存储1亿小时的高清晰度视频。经过30亿年的进化,这些DNA能够可靠保持遗传信息。「我们已经知道DNA是储存资料的有效途径,因为我们可以从古生物毛象的骨头来提取DNA,历经数万年后,这些DNA仍能有效传递遗传信息。」戈德曼博士表示,「它还令人难以置信的微小和密集,而且不需要任何电源,因此便于运输和保管。」

  DNA代码通过电子邮件发送给加利福尼亚州的生物技术公司安捷伦(Agilent),由其制成实体的DNA分子,然后将经过冷冻干燥处理后得到的粉末邮寄回剑桥。「结果看起来就像一小撮灰尘,」安捷伦的艾米莉勒普罗斯特表示。

  该公司把样本寄回给大西洋彼岸的EBI,EBI把该DNA浸在水中来重构它,然后用标准的序列分析机器对DNA进行译码。EBI使用一台DNA阅读机,能够以100%的准确性恢复并阅读了这些文件。这些数据包括马丁.路德.金的演说《我有一个梦想》的MP3录音、1953年一份描述DNA结构的研究报告的PDF文文件、一份描述数据存储技术的文件、莎士比亚所有十四行诗的文本以及EBI实验室的一张照片。

  这项工作,并不意味着要使用任何活的DNA,也不是寻求创造任何生命形式。戈德曼说:「我们绝对无意跟创造新型生命扯上关系。」

  唯一缺点成本高

  在此之前,哈佛大学的科学家去年就取得另一项重要突破,宣布他们已在1克的DNA里储存了700万亿字节的数据─足以制作7万部电影。但戈德曼表示,EBI的系统率先纠正数字和DNA代码之间的转换错误,而且能够扩大规模,用于实际的档案存储。这项研究成果发表于《自然》杂志。

  伯尼和戈德曼计划研发一套在商业上可行的DNA数据库,在这个数据库中,1克DNA可以安全存储相当于100万张CD的数据,有效存储时间超过1万年。虽然具体细节仍有待研究,但一个档案库也许能够用小瓶装的DNA灰尘储存海量数据,每个小瓶都有一个编码在DNA中的索引系统,以帮助检索个别文档。

  但伯尼表示:「DNA储存的唯一缺点是成本太高。」按现时的技术,排列DNA和阅读DNA需要一两周时间,因此,这种技术并不适合各项需要实时读取数据的工作。但是按照现时的趋势看,排列DNA成本在十年内将下降20%,使50年内的DNA储存在经济上变得颇为可行。

关键字: DNA 硬盘 存储
责任编辑: 王宇
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