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科技 | 科学家受《侏罗纪公园》启发,利用“类琥珀”聚合物实现 DNA 长期保存

2024-06-181394来源:

许多科幻电影中,科学家们从琥珀中提取恐龙 DNA 并复活恐龙的情节让人们既兴奋又担心。不过,本月麻省理工学院的研究人员们带来的是一个好消息,他们受电影《侏罗纪公园》的启发,使用一种类琥珀的聚合物创造了一种新型的 DNA 存储和保存方法,该方法具有高可扩展性、易于存储和提取 DNA 以及无损提取 DNA 等优点。

  许多科幻电影中,科学家们从琥珀中提取恐龙 DNA 并复活恐龙的情节让人们既兴奋又担心。不过,本月麻省理工学院的研究人员们带来的是一个好消息,他们受电影《侏罗纪公园》的启发,使用一种类琥珀的聚合物创造了一种新型的 DNA 存储和保存方法,该方法具有高可扩展性、易于存储和提取 DNA 以及无损提取 DNA 等优点。

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  詹姆斯・巴纳尔和杰里米亚・约翰逊以及其他麻省理工学院研究人员团队于上周四发表了他们的研究成果。DNA 正迅速成为未来的存储方式,其稳定性和密度都令人难以置信,可以比闪存或磁盘存储保存更长的时间,甚至可以将世界所有数据存储在一个咖啡杯中。除了存储生物的遗传信息之外,DNA 还可以被“编程”来存储更传统的数据和信息。

  这种“琥珀”存储方法有望替代目前常用的冷冻技术用于长期保存 DNA。冷冻法存在可扩展性差、需要极低温保存以及冷冻过程中可能因水分或温度波动而损坏 DNA 等缺点。巴纳尔在接受麻省理工学院采访时表示:“冷冻是保存 DNA 的主要方式,但它非常昂贵,而且不可扩展。我认为我们新的保存方法可能会成为未来将数字信息存储在 DNA 上的一项重要技术。”“琥珀”可以在室温下存储 DNA,不会损坏数据,并且具有高度的可扩展性。

  可编程 DNA 在数据存储方面具有巨大潜力。一立方毫米的 DNA 可以存储 10 亿千兆字节的信息,这种信息密度是任何现有数字存储解决方案都无法企及的。更重要的是,由于 DNA 由 ATCG 碱基对组成,因此经过编程的 DNA 可以使用四碱基语言代替传统数字存储的二进制语言,从而实现更高的存储效率。

  麻省理工学院的这项技术被命名为 T-REX(热固性增强干燥保存法),目前仍处于研究阶段,但却展现出令人难以置信的前景。研究人员已经成功利用 T-REX 琥珀存储了包括美国独立宣言、侏罗纪公园主题曲以及整个人类基因组等 DNA 数据样本,并且在取出后没有发现任何错误,即使将“琥珀”暴露在高达 75°C 的高温下也是如此。

  尽管研究团队目前将该技术应用于医疗领域,但其在整个数据存储领域都具有革命性的意义,或许将为未来海量数据存储解决方案开辟道路。谷歌曾经扫描了一立方毫米的脑组织,产生的存储数据为 1.4PB。而使用 DNA 存储技术,可以将容纳完整大脑扫描所需的约 140 英亩(IT之家备注:约 56.7 公顷)服务器空间缩小到一小堆岩石大小。

  来源:IT之家


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