DNA“计算机”解决了数独问题，还能在数千年里存储数百万GB

由于一项新技术，完整的DNA计算机又近了一步，该技术可以在DNA中存储数千甚至数百万年的PB数据。该系统还可以处理数据，正如解决数独谜题所证明的那样。

你手指里的数据存储容量比最好的电子硬盘还大。我们的意思是，你身体里的每个细胞可以储存大约800兆的数据，而你是由数万亿个细胞组成的，所以，我们每个人都是一个会走路、会说话的超级密集的数据中心。因此，科学家们一直致力于利用这种令人难以置信的高效自然数据存储系统也就不足为奇了。

但它也不是没有问题。DNA非常脆弱，很难可靠地写入、读取、移动和处理其上的信息。但这项新研究声称已经开发出一种可以解决这些问题的新系统。关键是一种柔软的聚合物材料，它可以作为DNA的支架，可以脱水以长期储存，也可以再水化以恢复。

该研究的共同通讯作者Orlin Velev说：“具体来说，我们已经创造出了我们称之为树状胶体的聚合物结构 —— 它们从微观尺度开始，但以分层的方式彼此分支，形成纳米尺度的纤维网络。这种形态创造了一种具有高表面积的结构，这使我们能够将DNA沉积在纳米原纤维中，而不会牺牲数据密度，这使得DNA首先成为数据存储的吸引力。”

这种技术允许数据以令人难以置信的高密度存储 —— 每立方厘米10 PB。换句话说，在一个方糖大小的空间里有1000万GB。与裸露的DNA相比，树突胶质可以更好地保持文件，并且可以经历170多次脱水/再水合循环，而裸露的DNA只有60次循环。

与其他DNA数据技术一样，这种技术也非常适合长期存档存储。研究人员预测，储存在聚合物纳米纤维上的DNA在4°C（39°F）的冰箱温度下的半衰期约为6000年，如果在-18°C（0.4°F）的冰箱温度下冷冻，半衰期将达到令人难以置信的200万年。

为了将数据写入DNA，算法首先将其转换为核酸序列 —— DNA代码中熟悉的ACGT字母。特定的信息片段可以通过复制DNA数据的RNA分子来检索，然后对RNA进行测序。这意味着你不必破坏DNA来读取它，不像一些现有的DNA数据技术。

新系统还允许使用酶直接在DNA中进行计算。这是通过让系统解决简化的3 × 3国际象棋和数独问题来证明的。

该研究的第一作者凯文·林（Kevin Lin）说：“从存储DNA信息的纳米纤维中区分DNA信息的能力，使我们能够执行许多与电子设备相同的功能。我们可以直接从材料表面复制DNA信息，而不会损害DNA。我们也可以擦除目标DNA片段，然后重写到相同的表面，就像删除和重写存储在硬盘驱动器上的信息一样。从本质上讲，它使我们能够进行全方位的DNA数据存储和计算功能。”

这不仅可以为DNA数据存储铺平道路，还可以为全DNA计算机铺平道路。

这项研究发表在《自然纳米技术》杂志上。

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