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dna的硬盘

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一个微小的DNA链有着惊人的能力来存储一些相当大的数据。事实上,研究人员估计,世界上所有的数字数据都可以20克(一汤匙多一点)DNA。

为什么这很重要

每次我们在互联网上做任何事情,比如上传照片或发送电子邮件,我们都会产生数据——这意味着我们会产生大量数据。我们的大部分数据都存储在“云”中——这实际上就是指世界各地的大量数据中心。

去年,维基百科的全部内容都存储在几条DNA链中。

然而,这些中心占用大量空间,维护费用昂贵,而且账户占美国能源消耗的近2%而且,我们还会继续生成越来越多的.)数据,而现有的中心将无法存储全部数据。我们要么要开始丢弃一堆可能有用的信息,要么要想得更小,弄清楚如何在更少的空间存储更多的信息。

输入:DNA。有了人造DNA,一个足球场大小的数据存储设备可以压缩到一个方糖大小。

DNA是大自然的硬盘

DNA中的信息一直被排序、合成、复制和存储……就像你的手机或电脑硬盘上的信息一样。然而,当涉及到存储时,DNA有一些相当大的优势。除了密度极高之外,它也非常耐久:它可以被动地存活数千年。我们能够从5300年前的尸体中破译DNA信息奥兹冰人

硅微芯片或磁带显然不是这样,它们往往会降解,每隔几年就需要更换。

它是如何工作的

信息通过四种核苷酸(A、T、C和G)的不同组合存储在DNA中。这类似于当前数字数据的存储方式——除了数字数据使用0和1的二进制编码系统。研究人员可以创造出一种算法,让这两个系统能够相互对话。例如,你可以说00是A, 01是T, 10是G, 11是C,等等。

到目前为止存储了什么

去年,研究人员宣布他们已经储存了英文版的维基百科(是的,所有的一切!)

今年,我们用DNA来储存绿野仙踪一集《生物黑客》(Netflix系列片)。还有其他一些随机的艺术作品也被保存了下来:《战争与和平》,莎士比亚十四行诗,还有一首OK Go音乐视频

虽然我们不会去买人造DNA硬盘,相当大的努力在进行中为那些需要存储大量重要但很少被访问的归档数据的人(例如,政府和大公司)提供一个可行的存储系统。研究人员预计用户友好型这些选择至少要10年之后才会出现。

检索数据的挑战

为了获取信息,你需要一台DNA测序机(与测序人类基因组的机器相同),这是使这项技术成为家用技术的障碍之一。正如CNET所指出的那样,其中一台机器“如果你先扔掉冰箱、烤箱和一些台面空间,就很容易装进你的房子。”

另一个障碍是检索信息所需的时间。去年,它花了21小时取回单词“Hello”(大约5字节的数据)来自DNA。如果我们要用DNA作为存储系统,我们必须让它更快很多个数量级。

破坏DNA

目前,大多数DNA数据系统使用一种方法,这种方法涉及到极大地改变遗传物质的温度来读取和写入文件。随着时间的推移,这种方法会损坏DNA,从而丢失数据——这就是为什么它对于存储很少需要访问的归档数据更有用的一个重要原因。然而,北卡罗莱纳的研究人员最近开发了一种新方法它可以在室温下将数据读写到DNA上而不会造成损伤——这是使DNA存储更实用的一大进步。

让我赚大钱

这个过程和听起来一样昂贵。今天,你只需花一点时间就可以在DNA中存储12兆字节的数据100000美元。但是像大多数东西一样,随着技术的进步,成本预计会下降。合成生物学领域的领军人物、Twist生物科学公司的艾米丽·勒普罗斯特(Emily Leproust)在接受《麻省理工学院技术评论》(MIT Tech Review)采访时表示,总有一天,存储12兆字节的存储成本将只需要几美分。

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