当你想到人类的遗产时,我们为未来文明留下的最有力的信息肯定是我们数十亿兆字节的数据。 但目前我们用来存储所有这些信息的硬盘驱动器和光盘非常脆弱,而且不太可能存活超过几百年。
幸运的是,科学家们已经建造了一个 DNA 时间胶囊,能够安全地将我们所有的数据保存一百万年以上。 我们有点担心其影响有多大。
研究人员已经知道 DNA 是数据存储的理想选择。 理论上,仅 1 克 DNA 就能够容纳 455 艾字节,相当于 10 亿千兆字节,足以存储所有 Google、Facebook 和几乎所有其他人的数据。
DNA 上的信息存储也出奇的简单——研究人员只需将 DNA 的 A 和 C 碱基对编程为二进制“0”,将 T 和 G 编程为“1”。 但由瑞士苏黎世联邦理工学院的罗伯特·格拉斯(Robert Grass)领导的研究人员想知道这些数据能持续多久。
DNA 绝对可以持久 - 在2013年科学家成功测序来自 70 万年前马骨的遗传密码 - 但它必须在非常特定的条件下保存,否则它会在暴露于环境时发生变化和分解。 因此,Glass 的团队决定尝试复制一块化石,看看这是否能帮助他们制造出持久耐用的 DNA 硬盘。
“与这些骨头类似,我们希望用合成的‘化石’外壳来保护携带信息的 DNA,”Grass 解释道。在新闻稿中。
为了做到这一点,该团队对 1921 年瑞士联邦宪章进行了编码,并力学定理方法阿基米德将数据传输到 DNA 链上——总共 83 KB 的数据。 然后他们将 DNA 封装到直径约为 150 纳米的微小玻璃球中。
研究人员将这些玻璃球与其他包装方法进行了比较,将它们暴露在 60 到 70 摄氏度的温度下,这种条件复制了通常会发生数百年的化学降解,所有这些都挤在几周的破坏性时间内。
他们发现,即使在这种加速的降解过程之后,玻璃球内的 DNA 也可以很容易地使用氟化物溶液提取出来,并且仍然可以读取其中的数据。 事实上,这些玻璃外壳的工作原理似乎很像化石骨头。
根据他们的结果,出版于应用化学,该团队预测,如果存储在 DNA 上的数据存储在低于 -18 摄氏度的温度下,例如存储在像斯瓦尔巴全球种子库,也被称为“末日金库”。 他们表示,如果存放在不太安全的地方,温度为 10 摄氏度(与中欧的平均温度相似),它可以保存 2000 年。
整个过程中最棘手的部分是,存储在 DNA 中的数据需要被正确读取,以便未来的文明能够访问它。 尽管测序技术取得了进步,但 DNA 测序仍然会出现错误。
该团队通过嵌入一种基于里德-所罗门码的方法来纠正玻璃球内的任何错误,从而克服了这一问题,这有助于研究人员长距离传输数据。 基本上,附加信息附加到实际数据中,以帮助人们在另一端阅读它。
这种方法非常有效,即使测试DNA在灼热和有辱人格的条件下保存了一个月,研究小组仍然可以在研究结束时阅读瑞士的联邦宪章和阿基米德的名言。
另一个不太容易克服的主要问题是,在 DNA 上存储信息仍然极其昂贵——仅对本研究中使用的 83 KB 数据进行编码就花费约 1,500 美元。 希望随着我们在 DNA 上写入信息的能力不断提高,这一成本将会下降。 那里的研究人员已经将书籍存储在 DNA 上,而乐队OK Go也将新专辑写入遗传信息。
问题是,既然格拉斯已经开发出了这个令人兴奋的时间胶囊,他会存储什么? 联合国教科文组织世界记忆计划中的文件,以及……维基百科,他说。
格拉斯说:“许多条目都进行了详细描述,而其他条目则没有那么详细。这可能很好地概述了我们的社会所知道的内容、占据的内容以及程度。”在发布中。
即使我们确实从地球表面消失,我们的文明仍可能以维基百科页面和 Facebook 更新的形式继续存在数千年,这真是太酷了。
我们确实(几乎)是无限的。
来源:新科学家