

早在八月,在一个化学会议上,科幻与现实的世界就通过一项数据存储技术的进展公告而融合了。一组欧洲研究人员能够将信息存储在我们的遗传物质——DNA中,而不是使用物理手段。
这项发现的潜力巨大。毕竟,想象一下能够将全世界的数据存储在一个硬盘上。更令人难以置信的是,这些信息可以保存数个世纪而无需担心分解。似乎前途无量。
但实现这个梦想可能并非易事,并且可能遇到一些非常棘手的障碍。此外,一些潜在的应用可能根本不切实际,更不用说可能了。大多数人可能难以区分现实与虚幻的界限。然而,对于IBM这家计算机专家团队来说,涉足这一领域是他们一贯的做法。这家公司在计算机历史上留下了浓墨重彩的一笔,并以开发了Mark 1、PC、“Big Blue”和Watson等知名产品而闻名。
我联系了Spike Narayan博士。他是IBM Research的科学与技术总监,热衷于将计算机世界推向新的高度。对他而言,DNA技术的新鲜感并没有我们想象的那么新,但它之所以未能获得动力,有一个特别的原因:资金。
“读取和写入DNA的技术今天已经存在,但并非一定可行。从技术层面来看,DNA数据存储和访问已经成为可能,但从经济层面来看则不然。例如,读取遗传数据的成本,或者识别遗传物质的组成部分的成本正在急剧下降。例如,你可以在仅1000美元的费用下对你自身DNA中的30亿个碱基进行测序。”
然而,写入这些数据——或者化学合成代表你数据的核苷酸序列——的成本则是另一回事。具体来说,英国的研究人员最近估计,编码DNA数据的成本将超过每兆字节12,000美元,而读取这些数据的成本仅约为每兆字节200美元。人们希望,在DNA测序或读取技术取得惊人进展的同时,写入DNA的技术也能迎头赶上。在需求大幅增加之前,由于成本因素,技术的广泛采用还需要很多年。”
尽管成本是一个障碍,Narayan博士认为我们正朝着实现大规模DNA存储的目标迈进。事实上,他认为我们已经 DNA条形码 方面的进展,正在为标记和读取遗传数据打下基础。但就长期存储而言,他认为DNA是理想的选择。*“现在真正有趣的是,研究人员正在利用DNA作为数字档案存储的媒介,因为DNA结构的稳定性原则上允许在合理储存条件下数百年后访问数据。毕竟,科学家们已经能够“读取”猛犸象和尼安德特人的DNA。”*
这种稳定性可以提供远超寿命久的硬盘的价值。由于DNA始终存在于各种生物环境中,因此体内个人DNA硬盘的想法也可能实现。根据Narayan博士的说法,这种情况在微生物层面已经发生。*“几年前,研究人员构建了第一个自我复制的细菌细胞,并在细胞的功能性DNA中插入了代表科学家姓名和文学引语的DNA。”*
这本身就是我们今天用计算机做的事情的一个完美的生物学版本。但虽然这可能成为现实,Narayan博士却怀疑这是否是最好的方法。对他来说,使用更传统的数据存储方式——大脑——可能更好。
“鉴于普通人身上有大约100万亿个细菌,似乎肯定有空间可以将你的社会安全号码放入某些细菌或病毒的基因组中。然而,你必须希望它永远保持休眠状态,而不是变得有活性,并且可能会发生突变或擦除信息。然后你必须提取和测序DNA。似乎还不如直接记住这个号码。”
这个个性化的生物硬盘可能不是最佳选择,还有另一个原因。我们还没有技术来读取它。以人类乳头瘤病毒(HPV)为例。它会导致疣,并可能长期存在。它可能是存储宝贵个人信息的最佳途径。但Narayan博士指出,它可能并非完全有用。*“即使你设法将你的个人信息整合到HPV基因组中(你无法添加太多内容——基因组非常小),记住使用今天的技术,DNA必须在实验室中被提取、片段化和测序。”*
毫无疑问,DNA硬盘的未来是光明的。然而,虽然生物学方面可能非常适合各种应用,但经济和后勤上的障碍表明,我们应该只专注于少数几个目标。对Narayan博士来说,DNA硬盘的未来答案是明确的。*“DNA作为档案存储的媒介可能在数字存储中占有一席之地。”* 但正如他指出的那样,这可能会让任何寻求完美人类/合成混合体的人感到沮丧:*“作为人类/数字方法的媒介,则不然。”*