題主問DNA里面可以寫入多少信息？

答：已有研究發(fā)現(xiàn)，每克DNA的數(shù)據(jù)存儲量能夠達(dá)到215PB，相約為2,2544,3840千兆字節(jié)(GB)，相當(dāng)于22萬個1TB硬盤的數(shù)據(jù)存儲量

于是，自磁帶以及硬盤之后，DNA因具有良好的存儲性能以及較長的半衰期，其作為存儲介質(zhì)的功能被科學(xué)家“瞄”上了

回答完DNA的儲備大小，偏個題~說說瑞士和以色列一群科學(xué)家的最新研究：

2019年12月9日，來自瑞士和以色列的一群科學(xué)家在Nature Biotehchnology雜志上發(fā)表了題為A DNA-of-things storage architecture to create materials with embedded memory的文章，設(shè)計了“DNA-of-things”(DoT)作為存儲介質(zhì)來存儲數(shù)據(jù)，在DoT的工作框架中使用DNA進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的嘗試，將DNA封存進(jìn)納米二氧化硅珠，并進(jìn)行3D打印制造成“斯坦福兔子”以及嘗試將視頻信息壓制進(jìn)眼鏡片之中，為DNA作為存儲介質(zhì)提供了新的可能性。

為了使用DoT框架制造存儲介質(zhì)，首先，作者們使用DNA Fountain【2】作為編碼方案。這種方案提供了很高的靈活性，可以糾正信號丟失的錯誤，并已被證明能夠完美地用于檢索分鐘級別數(shù)據(jù)的材料【2】。為了防止簡單地將DNA與功能材料混合在一起由于水解壓力和在制備混合物過程中升高的溫度導(dǎo)致的DNA快速降解，作者們將DoT結(jié)構(gòu)放進(jìn)了二氧化硅納米珠之中【5】，制成silica particle-encapsulated DNA 簡稱SPED。將SPED與其他的材料混合并使用3D打印技術(shù)或者其他的鑄件技術(shù)構(gòu)建出想要的形狀(圖1)。

圖1 3D打印DoT“斯坦福兔子”的工作流程

在構(gòu)建完成之后，作者們通過從SPED珠中恢復(fù)的DNA進(jìn)行測序，50μL體積中25pg的DNA種包括5.4x冗余數(shù)據(jù)中進(jìn)行讀取信息，盡管原始的數(shù)據(jù)丟失了約5.9%，但是使用標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)整個過程也不過只需要幾分鐘。

除此之外，作者們還想要檢驗是否能夠用此技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)封存，因此將DoT的DNA封存進(jìn)了眼鏡片中(圖2)。盡管DNA吸收較短波長，但是普通的有機(jī)玻璃也能夠阻擋紫外線，因此DNA的存在不會被暴露出來，可以秘密的存儲視頻信息進(jìn)入鏡片之中而不被發(fā)現(xiàn)。圖2 將油管上的視頻封存進(jìn)眼鏡片中

眼鏡片這種存儲讓作者們腦洞大開，作者們認(rèn)為可以將電子醫(yī)療記錄用此方式進(jìn)行存儲，因為只需要保存5-10年，也可以用于制藥行業(yè)以及電子元件行業(yè)。雖然最初的元件造價較高，但是后續(xù)進(jìn)行復(fù)制的成本幾乎可以忽略不計。

另外，DoT結(jié)構(gòu)的另外一個優(yōu)點就是可以用于信息加密，前人的研究發(fā)現(xiàn)可以將信息存入DNA并制作成為小微粒【6】。

DoT架構(gòu)擴(kuò)展了這一概念，并使得從鑰匙鏈到瓶蓋等各種日常物品都可以變成能夠秘密傳輸數(shù)據(jù)的隱藏存儲設(shè)備。

試圖攔截數(shù)據(jù)的對手將面臨多重障礙:首先，SPED珠子不會改變材料的屬性，這意味著對手將不得不測試多個可能的介質(zhì)來揭示隱藏的信息。其次，DNA在SPED中被隔離，所以普通的DNA檢測技術(shù)，比如紫外線是沒有辦法發(fā)現(xiàn)的。第三，即使文庫被恢復(fù)，對手也必須知道退火溫度和位點，才能通過PCR擴(kuò)增信息。

綜上所述，這些性質(zhì)表明DoT對惡意攔截具有很強(qiáng)的抵抗力，但是需要更多的研究去補充和優(yōu)化這一功能。DNA作為大容量存儲介質(zhì)的一天可能即將來臨。

本回答由BioArt特邀作者 十一月(北京大學(xué) 博士生)作答

參考^Church, G.M., Gao, Y. & Kosuri, S. Next-generation digital information storage inDNA. Science 337, 1628, doi:10.1126/science.1226355 (2012).

^Erlich,Y. & Zielinski, D. DNA Fountain enables a robust and efficient storagearchitecture. Science 355, 950-954,doi:10.1126/science.aaj2038 (2017).

^Grass,R. N., Heckel, R., Puddu, M., Paunescu, D. & Stark, W. J. Robust chemicalpreservation of digital information on DNA in silica with error-correctingcodes. Angewandte Chemie 54, 2552-2555,doi:10.1002/anie.201411378 (2015).

^Zhirnov,V., Zadegan, R. M., Sandhu, G. S., Church, G. M. & Hughes, W. L. Nucleicacid memory. Nature materials 15, 366-370, doi:10.1038/nmat4594(2016).

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的人类dna信息量_DNA 里面到底可以写入多少信息？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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