2012年8月21日 訊 /生物谷BIOON/ --一個美國研究小組利用DNA微芯片(DNA microchip)成功地編碼出一本5.27兆比特的書籍，然后他們利用DNA測序來閱讀這本書。他們的實驗證實DNA能夠被用來長期儲存數字信息。

來自哈佛大學維斯生物工程研究所(Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering)的George Church和同事們將遺傳學家喬治-丘奇(George M. Church)撰寫的大約有5.34萬個單詞的書籍《再生》(Regenesis)編碼到DNA序列中，連同一起的還有11張JPG格式的圖片和一段JavaScript程序。利用這種新方法所產生的數據是之前科學家們利用DNA編碼的數據的1000多倍。

DNA是由核苷酸組成的，而且在理論上，至少每個核苷酸能夠被用來編碼兩個比特的數據。這意味著這種數據密度是每立方毫米含有大量的1百萬千兆比特(1 million gigabits)數據，而且只需四克DNA在理論上就能夠儲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存媒體所儲存的數據更加密集，而且也更加穩定，這是因為DNA序列在它們被編碼出來后上千年時間內也能夠被讀出。

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，而這會降低寫入和讀取數據的困難和成本。Kosuri博士說，這種過程類似于儲存數據到硬盤上，其中在硬盤中，數據是被寫入在被稱作扇區的小硬盤塊中。

他們首先將這本書、程序和圖片轉化為HTML格式的文件，然后將這些文件編譯為由0和1組成的大小為5.27兆比特的二進制序列。利用一個DNA核苷酸(即一個堿基)對應一個比特，這個5.27兆比特的二進制序列按照順序被分布到多個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1來編碼。每個核苷酸片段也含有一個19位地址來編碼這個段在全部序列中所處的位置。每個核苷酸片段被合成多個拷貝以便有助于校正錯誤。

在這本書和其他信息被編碼到DNA之中后，DNA液滴被附著到微陣列芯片上以便儲存。這些芯片在 4°C下保持三個月，然后它們被溶解和測序。每個核苷酸片段的每個拷貝被測序高達3000次以便達成共識。利用這種方式，他們降低這個5.27兆比特序列中的位錯誤數降至只有12個。

這種實驗程序刊登在《科學》期刊上。盡管它不能被用來儲存可重寫的數據，但是能夠被用來特別長期地儲存數據。利用DNA的一種優勢就是更加密集的信息能夠被儲存，但是另一個主要優勢在于DNA是一個生物分子，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。

這種系統的主要劣勢在于在當前，用來合成和測序DNA的技術非常昂貴從而使得它不能成為一種人們能夠日常使用的實用系統。另一個問題就是盡管科學家們能夠對諸如上千年歷史的木乃伊之類的來源的DNA進行測序，但是DNA傾向于形成碎片，因此，還需要開展研究以便改善DNA在幾個世紀乃至更長時間之后的穩定性。

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