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一条染色体有几个DNA分子(一个dna分子上有多少基因)

张世龙2021年12月21日 23:44天道酬勤670

两周前,16G维基百科的文本保存在了一个DNA里。

世界每年生成的数据证明,本来需要4180亿个1TB硬盘,但最初的公司Catalog当时可以用1公斤的DNA完成。

照片为: CNET

但DNA不是唯一的生物储存载体。

现在有更简单的方法来保存信息——人工代谢的分子。

布朗大学科学家的最新研究成果表明,含有糖、氨基酸和其他类型小分子的溶液也可以保存数据。

由磷酸肌酸生成的结晶。 类似于新型数字存储装置中使用的代谢物。 照片是安东尼奥罗梅罗/spl

研究人员利用液体处理机器人对数千字节的图像文件进行编码并写入合成代谢物。 数据包括埃及猫、北山羊、锚的图像,混合液干燥后,用质谱仪检索其中的数据,解码后再次读取,最终恢复大小约2kb的各种图像,准确率达到99%。

代谢物溶液中保存的埃及猫的图像。 照片是:布朗大学

布朗工程学院教授兼该研究的高级作者Jacob Rosenstein先生做了如下发言。

虽然实验中的记忆容量不大,但我们验证了这个概念,使我们能够研究利用分子记忆信息。

制作和读取用代谢物混合物编码的数据的过程。 照片是:日本

迄今为止的DNA之所以作为信息载体发挥作用,主要基于那种聚合物组合的复杂性,代谢分子数量多、质量小、能量强,因此这些小分子实际上可以具有比DNA更大的信息密度。

除了这个优点之外,在极端的温度、压力、机械力的条件下,分子记忆比电子记忆更稳定,因此分子记忆可以告别云记忆,离线保存大量的数据,可以安全地保护数据以免黑客随意攻击。

照片为: unsplash

但是,同时,其局限性也在实验中暴露出来。 如果多个代谢物分子放置在同一溶液中,它们可能相互发生化学相互作用,导致数据错误和丢失。

如上所述,数据提取精度达到了99%,但不足以满足对数据存储的要求。 由于数据中不允许有1%的错误,因此这一点小小的丢失会引起数据丢失的巨大恐慌。

照片为: geralt

但是,从另一个角度来看,这也可能是分子系统保存数据的新可能性。 错误也可能是功能——,不仅可以保存数据,还可以利用分子间的反应来操作数据。

总之,这项技术还有很多研究的余地。 该小组表示,目前只证明了概念是可行的,之后在实验室外使用之前,需要加快代谢物数据的处理速度或减小硬件的大小。

即使是现在,DNA存储仍然适合存储相对大量的数据。 研究DNA存储的公司Catalog表示,2019年底将实现DNA粒子存储1TB的数据,计划于2021年上架。

照片为: economist

随着数据的迅速发展,传统的存储系统越来越难以应对。

根据常春藤联盟研究所的数据,预计到2040年,世界将最多生成3个septillion (即310 )的数据。 但是地球上可能没有足够的半导体芯片来实现这个目标。

DNA储存和代谢分子储存给我们带来了更好的方案。 但是,正如DNA存储不是唯一的答案一样,代谢分子存储也不必然是唯一的答案,数据存储的更多可能性也可以想象。

那么,你认为将来我们怎么保存信息呢?

标题: Getty图像

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