把一张猫的GIF写进细菌DNA,让细菌后代都带着它——2017年这真的发生了。
DNA是天然的硬盘
DNA由A、T、C、G四种碱基组成,本质是四进制编码系统。理论上任何数字化信息都能转成碱基序列写入DNA。DNA的数据密度极高——1克理论上能存储455 EB(比整个互联网的信息还多)。
2017年的开创性实验
美国丘奇研究院团队:
- 选了一张56x56的黑白图和一个5帧GIF
- 把每个像素亮度值转成四进制碱基序列
- 用CRISPR-Cas9精准插入细菌基因组特定位点
- 细菌繁殖后代后,提取DNA测序,成功还原出原始图片和GIF
更酷的是:让携带GIF的细菌感染另一个细菌,GIF通过水平基因转移传递了过去。
难点在哪里?
- DNA随机突变——细菌每分裂一次就可能出错,需要设计纠错码
- 插入位点不能随便选——不能破坏必需基因
- 繁殖无数代后还要能准确读取
有什么用?
这项技术叫分子记录,未来可用于:细胞发育过程的回放记录、超长期数据存储(DNA能保存数万年)、生物计算等。