9月7日最新消息:它不像DNA信息存储为可比。人觊觎已久的潜力,我们自身的基因编码来存储数据,但如何将信息编码成DNA遗传物质如何解释它一直是一个困难的problem.dna取得了突破性进展,近年来看到的外滩画报的详细介绍。
近日,一组在生物工程哈佛大学维斯研究所的研究人员将尝试对编码5万3400字Shaq书(第十亿克)的DNA微芯片,有11张图片和一个java程序连同文字,迄今已在DNA遗传物质存储数据使用的最大实验。在未来,这个拇指大小的装置可以节省整个互联网的信息。Rdquo,该项目的首席研究员乔治的遗传学家George Chch(George Church),说DNA编码成这本书是他的代表作再生:合成生物学将如何改变未来和本身的性质。

实验结果发表在科学杂志上。但由于编码存储和读取过程太过昂贵,DNA存储仍然是一个有点远离商业化。Ldquo;作为DNA合成和测序的价格不断下降,这可能会成为长期的数据存储的一种选择。Sriram Kosuri,生物学教授在哈佛大学,说,这个实验表明可能在未来社会爆炸的大数据存储方向。
从二进制到基对编码
DNA是生物数据库,其主要功能是储存生物信息包含各种instructions.dna有G四基地(袅飘玲)、T(胸腺嘧啶),一个(咸飘玲)、C(宝想着),它们共同形成一个双链螺旋结构楼梯。用不同编码这四个基地,所有生物体的遗传信息储存。
一个现代计算机技术的创始人,冯诺依曼是在1948的提出;自动仿形机;的想法:一个能自我复制的系统,不仅要建立一个结构元素,和他们一贯的下一代,也能描述他们传递给下一代,等等。后来,随着生物遗传奥秘的发现,人们认识到DNA双螺旋结构被冯诺依曼描述的自动复制机。
DNA中的四个基地,22余对。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对,并有44000种可能的安排。碱基对序列是千变万化的,它可以存储大量的遗传信息。有写数据到生活DNA的许多困难,而细胞会死亡,分裂和变异,以及数据的内容将会改变。

在本文开头提到的实验中,科学家们没有采用活细胞的基因组,但使用的合成的DNA片段。他们用很短的DNA序列和长的DNA序列编码的数据,这是类似于硬盘的写作原则,在硬盘的数据写入称为硬盘部门,它可以减少读写数据的难度和成本。科学家已经嵌入了喷墨打印机的芯片表面的这个片段。接下来,他们写的计划书包含在DNA中的信息:图片、文字和程序转化为HTML格式的文件,并编译成2进制的数据由0和1台电脑。然后,他们把2的基础数据为四个基地,0个C,1转成G或T,并创建DNA链保持序列和这些代码的位置。每个DNA片段还包含一个数字条码在原始文件的位置记录,每个片段的合成为多份,有助于纠正错误。当代码完成后,芯片将保持在4摄氏度以下三个月。
测序读取数据的过程:DNA测序设备启用,所有的DNA片段按照标记的顺序编码,然后减少到2的二进制格式的数据。每个复制的DNA片段进行测序了3000次校对。这样,他们减少了误差在5兆2700亿数据只有12。这种小尺寸的存储密度远高于DVD、硬盘等介质,且效果不差。他认为,与其他生物存储介质相比,DNA存储是可靠的,在室温下是稳定的,你甚至可以把它放在任何地方,对千百年来,它仍然是存在的。现在的问题是,DNA存储的访问速度设备访问速度慢,访问和读取时间长,如何重写和重写数据也是一个问题,好消息是随着测序技术的进步,DNA编码和测序的成本将逐年下降,离商业化应用还不远。
生物硬盘
以前人们把他们的眼睛的生物存储,存储市场的主流是当前存储介质,主要是磁盘和光盘。1949、计算机的磁性存储设备出来,这意味着信息可以访问和控制在任何时间,该设备改变了整个行业,铝片包磁介质。由于磁铁有正面的和负面的水平,电磁效应的作用下,它可以存储和方便的表示010101位二进制信息的基本原理几乎相同,磁盘或硬盘是否。经过60多年的发展,磁存储行业已经能够驱动3.5英寸3tb数据存储。
另一种主流的光存储也在不断挑战存储限制。光盘在光盘表面沟槽存储数字编码的视频和音频。激光读取的凹槽后播放存储的电影节目,更多的数据光盘包含的更小、更紧凑的槽必须。相反,对阅读激光精度要求越来越高。普通DVD采用红色激光在槽记录信息。蓝色激光的波长比红色激光更长,和较小的光束聚焦更准确。此外,蓝光光盘减少计从0.74微米到0.32微米。小槽,小梁和短表的组合,Blu Ray提出了大数据存储的发展趋势。现在单层Blu ray盘可以节省超过25gb信息,其信息量的5倍,DVD店。其他人正在开发一种紫外线激光器,它具有比蓝色光的波长短,如果成功,可以节省500gb数据光盘。
这些存储方法有一个共同的缺点,磁铁表面或磁盘的表面或平铺单层记录和保存信息,即使每一层的磁盘可以叠加,和DNA双螺旋结构的封闭立体匹配、数据记录远量。一克的DNA可以存储数百亿字节,相当于1000亿的DVD光盘的内容。
随着穆尔定律的升级,人们逐渐接近传统电子制造的限制。人们一直在寻找解决问题的自然灵感。早在2007年初,日本科学家研究了磁趋化细菌产生类似于原来的计算机的使用,而不是在磁盘上存储的数据。在今年初,打破了德国联合研究团队和台湾是基于鲑鱼DNA,创建一个内存的写一次读很多次。但是,DNA的存储设备可以存储多达30小时的数据,而不使用DNA结构编码。
这是一个数据爆炸的时代,无处不在的摄像头,互联网上大量的信息,大量的手持设备的照片和视频吗如果生物存储技术足够成熟,人们就可以记录所有想记录的东西而不必担心在家里没有硬盘,市政当局不必每隔一段时间清理街道摄像头的录像,并释放存储空间。
微流控芯片和芯片实验室的发展使DNA合成和测序的日常工作。之前,还需要几年的时间来解码人类基因,现在不到一天使用微流体技术。如果用于长期存储,这个速度是可以接受的。随着DNA读写技术,商业化未来DNA硬盘可以作为今天的硬盘和cd-rom.harvard大学的研究人员共同将一个编码5万3400的单词书来第十亿克的DNA微芯片,然后测序读这本书的成功运用。这是迄今为止用DNA存储的最大数据的实验,人类的遗传物质;在这之后,可以拇指大小的设备的信息。Rdquo,在哈佛大学的项目和遗传学家的首席研究员,George Chch说。