[終極儲存裝置]一克DNA可儲存幾十億GB資料
說到儲存,大家想到的是U盤、硬碟、磁碟陣列、雲端儲存?它們無外乎就是傳統機械硬碟和快閃記憶體硬碟。
你是否聽說過DNA儲存?沒錯,就是DNA。根據國外媒體報道,理論上,在人類基因序列中,1克重量可包含幾十億GB資料,而1毫克分子的資訊儲存空間則可囊括美國國會圖書館全部的書籍,並且還有剩餘。最新一項研究表明,研究人員可以把一部遺傳學教科書的內容儲存到1微微克(picogram,相當於萬億分之一克)DNA中,這一技術上的突或將會迅猛提升人類儲存資訊能力。
DNA儲存技術聽起來很驚人,但目前還有一些缺點要克服。首要是資料處理的速度太慢,跟不上細胞成長與死亡的速度,所以會來不及將資料轉移。若未來能實際應用,那麼這樣的體積與儲存量甚至可以把全人類的知識活動放在家裡瀏覽。
那麼如何避免細胞不足之處,汲取DNA進行儲存工作。由波士頓哈佛醫學院合成生物學家George Church領導的研究團隊發明了DNA資訊歸檔系統,該系統不必利用到細胞能力,而是利用一臺噴墨印表機,將化學合成的一小段DNA嵌入到一塊微型玻璃晶片表面。研究人員把檔案劃分為微小的資料塊,給數字檔案進行編碼並把這些資料塊以A、C、G、T(DNA的四種脫氧核苷酸)的字母進行組合表示。每條DNA片段還包含一個數字“條碼”,用來記錄資料在原檔案中的位置資訊。而讀取資訊時,需要DNA測序儀和電腦將所有片段按序重新組合起來,並轉換為數字的格式。計算機還需要負責處理錯誤資訊,在其中每個資料塊都可能會被複制上千次,經過比對,任何小錯誤都可以被發現和糾正。
那麼以上該項發明的實際應用情況如何?該研究團隊使用DNA晶片將George Church同他人合著的一本遺傳學書籍進行了編碼。在將書籍內容轉換為DNA的資訊、並將其翻譯成數字儲存模式後,該系統顯示的出錯率為每百萬位元僅兩個錯誤,相當於一些小小的拼寫錯誤。週五,該研究團隊在《科學》雜誌上釋出的報告稱,考慮到DNA晶片的體積非常小,其已目前世界上最密集的資訊儲存介質。
然而DNA測序儀和其他裝置的成本相當高,目前將快閃記憶體上的資料複製到基因儲存上尚屬為之過早。然而,小眾化的發明,其趨勢必將向大眾化趨勢邁進。未來儲存的需求量和要求程度都將提升,而基因儲存或將隨之成為另一種儲存主流方式。