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码报:【j2开奖】“生物遗传”数据存储技术实现巨大飞跃,指尖大小芯片拷贝440亿份《魔戒》三部曲或将成为现实

时间:2017-03-05 04:54来源:118论坛 作者:本港台直播 点击:
相比于DNA存储,闪存、硬盘、软盘、光驱、录影带这些存储工具简直弱爆了。 当计算机工程师宣称自己取得了惊人突破,可以将所占空间巨大的音乐库和电影库存储在手掌大小的设备

  相比于DNA存储,闪存、硬盘、软盘、光驱、录影带这些存储工具简直弱爆了。

  

码报:【j2开奖】“生物遗传”数据存储技术实现巨大飞跃,指尖大小芯片拷贝440亿份《魔戒》三部曲或将成为现实

  当计算机工程师宣称自己取得了惊人突破,可以将所占空间巨大的音乐库和电影库存储在手掌大小的设备中时,生物遗传学家马上泼来一盆冷水:跟自然界的能力比起来,这实在是太小儿科了。

  没错,论存储密度,没有什么设备能跟DNA相提并论——整个有机体的遗传信息全部存储在肉眼都看不见的细胞之内。于是,计算机科学家们开始研究分子生物学,试图借鉴DNA的“魔力”开创新一代的数字存储技术

  

码报:【j2开奖】“生物遗传”数据存储技术实现巨大飞跃,指尖大小芯片拷贝440亿份《魔戒》三部曲或将成为现实

  信息大爆炸的今天,新的APP、自拍照、博文、小视频等更新频繁的数字信息让脆弱的存储设备不堪重负。但好消息是,DNA的存储密度理论上可以达到每克455EB(1EB=1024PB=1048576TB)也就是说,指尖大小的芯片可以拷贝440亿份加长版《魔戒》三部曲(需要1.64亿年才能把所有这些电影看完)。

  2012年,哈佛大学和麻省理工学院的著名遗传学家George Church首次用DNA来存储数字信息,并将研究成果发表在了《Science》上。Church将自己的一本书的电子数据编辑成DNA形式(650KB),他在《科尔伯特报告》(The Colbert Report)上向人们展示了一张薄纸,仅仅上面的一个斑点就存储了数百万个该书籍的备份。

  

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George Church

  当时,George Church 和同事就已经试图证明,数字信息可以被编辑成DNA形式。随后,为了验证 George Church 的理论,很多工程师和生物学家团队对该理念进行扩展,将更多数据编辑成DNA。

  2013 年,欧洲生物信息研究所(European Bioinformatics Institute,EBI)的团队称,他们将739KB的数据文件编辑成了 DNA 链,这一大小超过了 George Church 的电子书。

  2016 年 7 月,微软与华盛顿大学的研究团队刷新了记录——将200MB数据编辑成 DNA 链。

  

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  如今,DNA数据存储技术又更进一步。据不久前一篇《Science》论文表示,纽约基因组中心(New York Genome Center)和哥伦比亚大学的研究人员实现每克DNA数据链存储214PB的数据密度。

  George Church没有参与这项最新研究,但他之前通过计算证明了达到这一密度是可行的。“这是一次巨大的飞跃”,George Church激动地说,“他们将理论转化成了现实。”

  从DVDs 到DNA的巨大跨越

  该项新研究的第一作者Yaniv Erlich表示,0 和 1 是最基本的数据表达形式,无论计算机程序还是视频电影,它们都是由 0 和 1 组成的字符串。

  

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Yaniv Erlich

  同样,DNA由A(Adenine,腺嘌呤),C(Cytosine,胞嘧啶),G(Guanine,鸟嘌呤),T(Thymine,胸腺嘧啶)四个基本单元组成。

  为了将数据转换成DNA,Erlich团队的工作就是将 0 和 1 映射成A、C、G、T。然后,在将相应的DNA序列发送给Twist Bioscience之类的DNA合成公司合成DNA数据链,并将其放入盛有液体且只有手指一半大小的玻璃瓶中。值得注意的是,里面是可是真正DNA链。

  在进行数据访问时,需要重新把DNA转换为二进制,即最基本的0和1的形式。

  

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  利用这种方法,研究人员将以下测试数据编辑成DNA形式后又将其复原:

计算机操作系统

1895年的法国电影《火车到站》

一张50美元的亚马逊礼品卡

一个计算机病毒

先驱者号探测器上的镀金铝板

信息论创始人克劳德·香农(Claude Shannon)在1948年的一份研究报告

(责任编辑:本港台直播)
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