为防灭绝,科学家将人类基因组存储在能持续数十亿年的“记忆水晶”中

该光盘的坚固程度堪比石英,并能抵御宇宙辐射。
Close up of memory crystal disc encoded with human genome
该记忆水晶拥有吉尼斯世界纪录认证的最持久数字存储介质。来源:南安普顿大学

研究人员已将完整的人类基因组编码到一个“5D记忆水晶”中,以防万一我们的物种发现自己需要从灭绝的边缘退回。但即使这个计划最终失败,该设备本身也理论上能够将我们的基因密码提供给其他未来、有感知能力的第三方,即使他们需要数十亿年才能找到它。

十多年来,最持久的数据存储介质的黄金标准一直是水晶。更具体地说,是南安普顿大学教授彼得·卡赞斯基(Peter Kazansky)的团队在 2014 年开发的一种纳米结构玻璃盘。这个 360 太字节的数据水晶在室温下可以稳定保存 300 百万亿年——如果加热到 374 华氏度,其寿命将缩短到 138 亿年(即宇宙目前的年龄)。再加上它能够承受更高和更低的温度、高达每平方厘米 10 吨的直接冲击力,以及长时间暴露在宇宙辐射下,就不难理解为什么它仍然是吉尼斯世界纪录中最持久数字存储介质的保持者。鉴于当前数字环境日益增长的不稳定问题,这也使其成为安全归档电子信息的首选之一。

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了解了这一点,卡赞斯基的团队最近着手将三个十亿字符的人类基因组编码到他们一枚硬币大小的记忆水晶中。根据大学的资料,卡赞斯基和同事利用超快激光将 DNA 密码蚀刻到光盘二氧化硅内部仅 20 纳米宽的空隙中。虽然大多数传统的记录工具(如纸和磁带)是二维的,但研究人员在水晶中编码的数据“使用了两个光学维度和三个空间坐标,在整个材料中进行写入”,他们称之为(技术上)“5D”。

受到“旅行者号”任务标志性的“金唱片”的启发,该光盘还包含一个解释如何使用它的视觉指南。其中还包括男女人的插图;氢、氧、碳和氮等通用元素;DNA 的分子结构,以及合成创造一个人可能需要的其他必要信息。

说起来,卡赞斯基的团队很清楚,目前的技术还远远不足以实现他们光盘旨在帮助实现的目标。尽管如此,合成生物学领域的里程碑,例如 2010 年合成细菌的创造,表明未来可能存在人工创造的人类——以及动植物。

卡赞斯基在一份声明中说:“我们从他人的工作中得知,简单生物的遗传物质可以被合成并在现有细胞中使用,从而在实验室中创造出可行的活体标本。”“5D 记忆水晶为其他研究人员打开了建立永恒基因组信息库的可能性,如果未来的科学允许,就可以从中恢复植物和动物等复杂生物。”

目前,编码人类基因组的“5D 记忆水晶”被存储在“人类记忆”档案中,这是一个位于奥地利哈尔施塔特世界最古老盐矿中的时间胶囊项目。如果一切按计划进行,它将一直保存到可能被需要的时候——但希望永远不需要。

 

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