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DNA包含生命体的遗传信息，它编码生物中的一切。因而，微软等公司投资研究如何使用DNA来存储数据，这一做法是有意义的。 与大多数现有的数据存储器不同，DNA不会随着时间的推移而发生降解，而且它非常紧凑。例如，仅4克的DNA就能够保存人类每年产生的所有数据信息。 随着人类的进步，生产和消费产生的数据量大幅增长，1.44 MB软盘存储器的时代早已过去。数据量的持续增加需要更加耐用且容量更大的存储设备。最近，在发表于《科学》（Science）杂志的研究中，研究人员Yaniv Erlich 和Dina Zielinski证明了DNA为何可能成为终极数据存储器。 Erlich和Zielinski把六个文件存储到72,000条DNA链中，每条的长度为200个碱基。存储的信息包括一个完整的计算机操作系统、一部1895年的法国电影、亚马逊礼品卡、一份计算机病毒程序、一份先驱者号探测器上的镀金铝板和信息学家Claude Shannon的一份论文。 在这项实验中，研究人员把文件的位映射到DNA核苷酸中，然后，合成这些核苷酸，并将核苷酸分子存储在试管中。 为了封装信息，研究人员设计了一种名为DNA喷泉码的方法，DNA喷泉码是编码理论中的一种数学概念。正是这种方法，实现了对信息的最优封装，这是该研究中最具挑战性的方面。 为了对文件解码来恢复数据，研究人员使用现代DNA 测序技术，并通过软件把遗传密码翻译回二进制数字。研究人员表示，通过这种方法恢复的文件是零错误的。 DNA存储时间长 人类在保存数据完整性方面，这些年来有了很大的提高。从纸张到磁性薄膜，再到微芯片，每一次都是在进步。但DNA提供了更佳的选择，因为DNA拥有几大优点。 第一，它比传统介质小得多。事实上，每克DNA可以存储高达215 PB（1 PB=1024 TB，1 TB=1024 GB）的数据！ 第二，DNA存储时间更长，时间超过100年，这比传统介质高一个数量级。如今去听90年代的磁盘，几乎没有磁盘的存储信息是完整且无损的。 研究人员认为，是时候该采取更好的技术了——DNA。传统存储介质逐渐被数字化时代淘汰，早期的信息存储设备——8毫米的磁带，现已基本无用了。DNA已经存在30亿年，人类不太可能失去阅读DNA分子的能力——如果失去这个能力，我们将面临比数据存储更大的问题。 当被问及何时可以采取DNA存储信息技术时，研究人员乐观地认为，可能需要十多年。目前研究还处于初始阶段，磁性介质在广泛应用之前也经历了多年的研究和开发。 Erlich和Zielinski的研究也给探索未来的生物计算机带来了更多机会，分子生物学工具有可能被用来辅助计算。 |
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