利用DNA來編碼書籍和其他數字信息

利用DNA來編碼書(shu) 籍和其他數字信息
DNA是由核苷酸組成的，而且在理論上，至少每個(ge) 核苷酸能夠被用來編碼兩(liang) 個(ge) 比特的數據。這意味著這種數據密度是每立方毫米含有大量的百萬(wan) 千兆比特（ million gigabits）數據，而且隻需四克DNA在理論上就能夠儲(chu) 存每年創造出來的所有數字數據。這要比諸如閃存盤之類的數字儲(chu) 存媒體(ti) 所儲(chu) 存的數據更加密集，而且也更加穩定，這是因為(wei) DNA序列在它們(men) 被編碼出來後上千年時間內(nei) 也能夠被讀出。

在這項實驗中，研究人員成功地利用短DNA序列而不是長DNA序列來編碼數據，而這會(hui) 降低寫(xie) 入和讀取數據的困難和成本。Kosuri博士說，這種過程類似於(yu) 儲(chu) 存數據到硬盤上，其中在硬盤中，數據是被寫(xie) 入在被稱作扇區的小硬盤塊中。

他們(men) 首先將這本書(shu) 、程序和圖片轉化為(wei) HTML格式的文件，然後將這些文件編譯為(wei) 由0和組成的大小為(wei) 5.27兆比特的二進製序列。利用一個(ge) DNA核苷酸（即一個(ge) 堿基）對應一個(ge) 比特，這個(ge) 5.27兆比特的二進製序列按照順序被分布到多個(ge) 96比特長的核苷酸片段中。核苷酸A和C用0來編碼，而核苷酸G和T用來編碼。每個(ge) 核苷酸片段也含有一個(ge) 9位地址來編碼這個(ge) 段在全部序列中所處的位置。每個(ge) 核苷酸片段被合成多個(ge) 拷貝以便有助於(yu) 校正錯誤。

在這本書(shu) 和其他信息被編碼到DNA之中後，DNA液滴被附著到微陣列芯片上以便儲(chu) 存。這些芯片在 4°C下保持三個(ge) 月，然後它們(men) 被溶解和測序。每個(ge) 核苷酸片段的每個(ge) 拷貝被測序高達3000次以便達成共識。利用這種方式，他們(men) 降低這個(ge) 5.27兆比特序列中的位錯誤數降至隻有2個(ge) 。

這種實驗程序刊登在《科學》期刊上。盡管它不能被用來儲(chu) 存可重寫(xie) 的數據，但是能夠被用來特別地儲(chu) 存數據。利用DNA的一種優(you) 勢就是更加密集的信息能夠被儲(chu) 存，但是另一個(ge) 主要優(you) 勢在於(yu) DNA是一個(ge) 生物分子，而且它總是能夠在生物學上被讀取同時也不需要諸如CD或DVD的特殊設備。

這種係統的主要劣勢在於(yu) 在當前，用來合成和測序DNA的技術非常昂貴從(cong) 而使得它不能成為(wei) 一種人們(men) 能夠日常使用的實用係統。另一個(ge) 問題就是盡管科學家們(men) 能夠對諸如上千年曆史的木乃伊之類的來源的DNA進行測序，但是DNA傾(qing) 向於(yu) 形成碎片，因此，還需要開展研究以便改善DNA在幾個(ge) 世紀乃至更長時間之後的穩定性。利用DNA來編碼書(shu) 籍和其他數字信息