DNA:硬盘过时是迟早的事，但用 DNA 来存储数据是不是有点太科幻了

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1878年6月19日，英国著名摄影师埃德沃德·迈布里奇把12台双镜头照相机列成一排，拍摄一名骑手骑马快速奔跑的场景。最初的目的是想解决困扰了画家和艺术家几个世纪的难题——马在奔跑时四条腿是否可以同时离地。

明尼苏达大学的数学教授兼数字技术专家AndrewOdlyzko称这项新研究「非常了不起」。

「想象一下，我们可以把秘密交给位于我们肠道或者皮肤上的细菌，这应该是最安全的保密方式了，」他说道。

让细菌「监控」神经元

此前，科学家已经成功将存入了DNA中。2012年，Church将自己的书的电子数据编辑成DNA形式导入了细菌体内，并通过细菌繁殖得到了900亿份复制品。莎士比亚的十四行诗《Regenesis》

英国一男子将在垃圾填埋场寻找其包含3.78亿美元比特币的硬盘:金色财经报道，英国男子James Howells正在进行为期一年的垃圾填埋场搜索，以找到他丢失的硬盘驱动器，其中包含价值约3.78亿美元的比特币。Howells 希望能够部署人工智能扫描仪、X射线扫描仪和其他高科技工具。他的计划得到了一家对冲基金的资金支持，该基金将分得巨额资金的一部分。[2021/7/9 0:38:12]

「这应该是出版史上的最高纪录了，」Church在采访中说道。

HarvardUniversity

在这些研究的基础上，Church和其他科学家开始酝酿一个更大胆的想法——能否将改造过的细菌植入人体细胞，记录下细胞的一举一动。换句话说，就是像拍电影一样录下每个细胞的生活。

当人生病时，医生可以将这些细菌提取出来，观察存储在DNA中的录像。Church说，这就像飞机失事后人们可以通过黑匣子知道当时发生的情况一样。

Chia创始人重申Chia挖矿不会破坏硬盘驱动器:金色财经报道，针对有关Chia挖矿会烧毁硬盘并使GPU难以购买的指责，Chia创始人Bram Cohen在推特回应称：“Chia挖矿不会破坏硬盘驱动器。如果人们决定摆脱旧的驱动器，他们将在二手市场上出售。”此前消息，Chia创始人称\"Chia烧毁了硬盘\"并不正确。[2021/5/22 22:30:52]

大脑包含约860亿个神经元，然而要想知道这些神经细胞的日常活动却是一件非常困难的事。

「目前，我们可以用电极来观察神经元的活动，但是一个电极只能监控一个神经细胞。人的脑子装的下860亿个神经元，可装不下860个电极啊，」Church说道。不过，经过改造的细菌或许是理想的「侦察兵」。

科学家的想法是，通过基因工程将细菌改造成「记录装置」，然后让这些细菌随着血液到达大脑，记录大脑神经元的活动。随后科学家可将这些细菌提取出来，通过其DNA就能知道神经元在这段时间的活动状态。

海康威视：监控级硬盘无法支持矿机，如用于挖矿则无法享受质保服务:4月20日，据微博名为\"北京硬盘之家\"的网友发文，视频监控设备供应商海康威视发布公告称，该公司硬盘原厂定制开发的专用型监控级SMR硬盘无法支持第三方系统，更不可支持挖矿场景。监控级硬盘无法支持矿机，并提醒用户，从事挖矿用途的监控硬盘将不能享受正常的有限质保服务。[2021/4/20 20:40:03]

Church和他的同事已经在过去的研究中展示了细菌能记录细胞中被标记的DNA。

存储能力甩硬盘几条街的DNA

半个世纪前，著名物理学家理查德·费曼就提出了用DNA来存储信息这一超前想法。很久之后分子生物学革命才兴起，几十年后才有科学家成功地做到了给DNA测序。

「基因不仅仅是文字信息，它也能做一些自己的事，」费曼在1959年的一次中说道。演讲

动态 | IBM和数据存储公司希捷合作打击假硬盘:据cointelegraph消息，IBM和数据存储公司希捷宣布了一项使用区块链技术打击假冒硬盘的联合计划。据报道，该项目将使用IBM的区块链平台来帮助制造商，集成商和业务合作伙伴更好地验证硬盘驱动器的来源。[2018/11/8]

「想象一下，我们也能做出一件非常小的东西，让它做我们想做的事，」他激动地说道。

「费曼博士的想法意义深远——它给我们提供了一个方向，」南加州大学的数学家LeonardAdleman说道。他还是「RSA」——使用最广泛的一种公钥加密算法——的创建者之一。

1994年，Adleman他已经成功将数据存入了DNA中，并把DNA当作电脑解决了一个数学问题。他坚信，DNA的存储能力是同样大小光盘的一万亿倍还不止。宣布

数据存储是一个越来越让人头疼的问题。在这个知识爆炸的年代，每天产生的数据数量惊人，因而储存数据的技术一不小心就过时了，比如被淘汰掉的软盘。

但DNA永远都不会过时。「数十亿年来，生物都在用DNA存储信息，而且信息都保存完整，」Adleman说道。他注意到，现代的细菌仍然能从几百万年前的昆虫琥珀中读取到基因信息。这是因为DNA很容易保存，只需放在冷、暗、干燥处，没有恒温恒湿的苛刻要求。它还非常稳定，存放上百万年都没问题。

除此之外，DNA合成测序，使用的设备和方法都是生物学研究的常规工具。这使得DNA的存储有效地避开了因设备技术更新换代而起的许多麻烦。所以DNA是数码信息长期存储的理想材料，而且存储的时间越长，越能显出优越性。

DNA真正取代硬盘还要多久？

DNA作为存储介质，也有显著的弱点。首先是成本太高。欧洲生物信息研究所的高德曼团队的实验费用高得惊人：每一兆字节的存储费用是12,400美元，外加测序解读220美元。这是常规磁带存写费用的一百多万倍。

第二，信息读写非常耗时。数码信息编入DNA目前只能由专门的DNA合成设备来做；而从DNA中读取信息，重组复原为数码文件也很费时。高德曼团队用了整整两个星期，才完成五个文件739千字节的复原。

第三，DNA介质不能重复使用，写录完毕，一般来说不能修改、不能再用。可是，我们已经习惯了常规存储，如硬盘和U盘的便利。几十块钱的U盘，插入电脑，就能周而复始地存取文档。

这些「简单」的基本功能，DNA介质却难以胜任。

Nature

「人们的本能反应是，DNA分子那么渺小，怎么能储存海量信息呢？」Birney博士说到。

「尽管这些想法很超前，但我们起码知道，这些生物技术诞生的时间肯定前人预测的要早，」Church说到。

他举出了人类基因组测序的例子。此前，一些比较乐观的科学家预测这将花费至少60年的时间，每组基因测序的费用将高达1000美元。而于1990年正式启动的「人类基因组计划」只用了十年时间，花费30亿美元。

DNA存储着生物体的奥秘，是个非常大的「数据盘」。当克服了存储和读取上的难题，也许未来某一天，我们所有的硬盘、U盘、网盘都可以丢到一边。用一块硬币大小的DNA，就能存储我们一生需要的数据了。

参考资料：TheNewYorkTimes

头图来源：Geenius

陈君子

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