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如今，每个人的公文包里都会有一件小巧但不可或缺的东西，那就是U盘，这个轻巧的小东西为我们的办公和生活提供了非常大的便利。从最开始的几十个MB到现在的几个GB，U盘的容量越来越大，但是无论如何，这同最新的DNA存储技术相比都是小巫见大巫假如使用DNA存储技术，在一克DNA中将可以存储300万张CD的内容！想象一下，那将能容纳多少首歌曲！如果每天听一张CD的话，这些内容也要8000多年才听得完！
酒馆闲聊
催生DNA存储概念
DNA存储技术的缘起非常有趣，它并不是产生于实验室，而是产生于酒吧中的一次闲聊。早在三年前，欧洲生物信息学研究所副所长埃文·比尔尼和同事尼克·戈德曼在德国汉堡的一家酒吧内喝酒，无意间谈起了研究所的数据存储问题：历年来的研究成果都被备份，存储在信息数据库中。但是随着数据的增长，数据维护的工作和用在存储数据上的资金压力让他们叫苦不迭。于是，两人开始畅想有什么好办法既能更好地处理海量数据，又不用频繁地维护。他们开玩笑地说：“不如使用DNA来存储吧。”而同时，两个人意识到这并不是笑话。DNA作为存储媒介有着体积小、耐用等特点，于是他们马上将这个想法记录下来。三年后，他们的想法终于成为现实：研究团队在微量的DNA中存储了739KB的文档，其中包括莎士比亚的十四行诗、一张照片、一篇PDF科学论文、一小段音频资料等。
DNA存储方法
类似二进制码
DNA存储，这听上去是一个难以想象的技术，因而也引来了大众对它的好奇。“DNA作为生物的遗传物质，如何应用在风马牛不相及的存储领域呢？这个技术很高端啊。”网友“小乌龟”说，“看电影里面，DNA都是在一个极低温的环境下保存，如果这种使用DNA技术的存储器面世，那我们是不是还要随身带个冰箱呢？”
网友的疑惑正是所有人都关心的问题，记者为此赶到南开大学生命科学学院，采访了李登文副教授，请她从专业角度为大家解释一下，DNA是如何在存储领域大显身手的。
“DNA是生物遗传信息的承载者。生活中，我们一看便能分辨这个是狮子、那个是老虎，但是真正决定狮子和老虎不同的，其实是它们的DNA，不同物种的DNA都有各自的特点。”采访一开始，李登文先向记者介绍了DNA的性质，“其实，DNA本身就具有存储功能，生物的遗传信息都存储在它上面。我们可以把它看做是一个生物的存储器，所以，这个新的研究成果可以说是进一步利用了DNA的存储功能，是非常有想法的。”
关于网友最为关注的“遗传物质DNA究竟如何成为存储介质”的问题，李登文说：“DNA含有一种用简单却无比强大的编码写成的遗传指令，这些指令由腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）四种被称作碱基的化学物质组成。我们在科普杂志中看到的DNA结构就像一个螺旋形的梯子，旁边的两根是由脱氧核糖和磷酸分子组成的长链骨架，而四种碱基则两两组合形成碱基对，一级一级地排列在内侧。这四种碱基就可以作为存储材料。”具体来说，用DNA做存储器时，科学家可以将需要存储的信息转化为计算机使用的二进制码，再将二进制码同四种碱基的代码相对应，比如说1对应A、T；0对应C、G，这样就可以用碱基绘制成一段DNA的片段，原先的文本信息、图片也就被写进DNA里面了。当需要读取的时候，可以使用DNA测序仪，将这些片段中的数据读取出来，还原成二进制码，再还原成原来的文本或图像信息。
体积小容量大
能保存上千年
相较于现有的存储技术，DNA存储有哪些独门绝技可以让人们刮目相看呢？李登文介绍说：“如果DNA被应用于存储领域，那么在单位体积内，它的信息存储量会是非常巨大的。以我们人类为例，人的细胞一般只有十几微米到几十微米大小，细胞核的大小在一微米左右，而DNA只占细胞核中很小的一部分。不过，不要因为它体积小而轻视它，在DNA中，含有30亿对碱基对，如果作为存储材料，这30亿对碱基对能够存储的数据是非常可观的。”作为DNA存储技术试验的负责人，戈德曼也在接受采访时表示，依据现有的研究成果，在一克DNA中可以存储2.2PB（1PB等于1024TB），这相当于300万张CD的存储量。这是现有的存储设备无论如何也不能达到的水平。
除了体积小、存储能力强之外，DNA还有当前存储设备所不具备的超长的保存时间。“DNA虽然会因时间的原因发生降解，但是这个降解过程是相当漫长的。如果我们给DNA提供一个低温、密封、干燥的环境，DNA就可以被非常完好地保存很长时间，当然，这并不意味着DNA在常温下就不能保存。此外，用于存储数据的DNA与我们生物体内的DNA有很大的差异生物体内的DNA存在于生物的细胞内，这种环境是比较复杂的，细胞内的各种物质都会对DNA的保存造成影响，比如说细胞内的核酸酶就有可能使DNA分解；而用于存储的DNA是在实验室中人工合成的，它的存在环境没有上述干扰，所以要优于生物细胞中的DNA，保存的难度也要低于前者。”李登文解释说。
戈德曼在接受采访时也表明了上述观点，现有的常规存储设备在信息留存的时间上有着非常严重的寿命问题，以磁带为例，磁条上的涂层会因为时间的原因而失效，所以要想保留信息，就得在失效前将信息复制在新的磁带或者存储设备上，而DNA同这些存储设备相比有着惊人的稳定性，可以轻而易举地保存上千年。
成本太高
技术瓶颈尚有待突破
当然，DNA存储除了上述显著的优势之外，也有不容忽视的缺陷。李登文提出了几个不得不面对的问题：“首先就是读取问题。我们现有的存储设备使用的是二进制码，可以轻松地连接电脑设备读取信息，但是电脑是不能直接读取DNA信息的，因此DNA的信息需要用测序仪读取出来转化成二进制码后，才能够让电脑读取。此外，目前DNA读取的速度还远远赶不上现有的存储设备。再有就是成本问题。实验室人工合成DNA的成本是相当高的，这也是制约DNA存储技术发展的主要因素。”
由此看来，DNA存储的想法虽然很好，也能够实现，但是要想在生活中广泛应用，还有相当长的一段路要走。