微生物才是最好的时光胶囊

By 比伯 at 2020-03-02 23:30 • 448 次点击
比伯

末日降临,文明大厦倾颓。所有过往荣光在幸存者的后代口中有如神话故事。我们是否能够留下某种记录,让未来的世界知道曾经的一切?

哈佛大学的艺术家乔·戴维斯(Joe Davis)认为他有一个好方案。可以把信息嵌入到喜爱盐的微生物嗜盐菌(Halobacterium salinarum)的基因里。

戴维斯建议被他写入论文,但他却不是提议使用DNA作为史书载体的第一人。3年前,微软公布了他们的计划,意欲把大量信息存储到DNA数据库中。

不难发现这种数据存储技术的魅力所在。单个人类细胞中的所有染色体都相当于两张CD的存储空间。

这种极端的紧凑性意味着,从理论上讲,世界上所有数据都可以通过A、G、T和C的字符串编码,存储到双车库*中。(双车库double-garage,美国有些家庭车库只能放下一辆车,另外一些家庭拥有两个门,能够停放多辆车的车库,就叫double-garage。此处大概是形容容量绰绰有余)

考虑到数据库每年的增长速度,我们可能需要考虑有效的存储方式。

这不仅仅是一个停留在理论上的问题。研究人员之前将尝试把书籍、图像甚至电影转化为可保存数十亿年的格式。

不幸的是,距离水滴大小的DVD,我们仍然需要有足够的耐心。Netflix在自动化和快速加载方面取得了进展,但可以预见的未来内还无法把数据压缩进如此紧致的空间。

但是除了体积足够小之外,DNA存储还有另一个吸引人的要素:微生物可以把信息一代一代地传递下去。

华盛顿大学的生物工程师杰夫·纳瓦拉(Jeff Nivala)在《科学》杂志上说:“如果所有其他生命都已经灭绝,生命力顽强的微生物也可以自行延续下去。”

在戴维斯的研究中,严格来说,他提名的最佳人选并不是细菌,而是耐盐微生物,被称为古细菌。

嗜盐菌恰好生活在高盐环境中,因此可以承受恶劣环境。当它被埋在盐中且缺乏营养时,就会进入停滞状态,直到环境改善为止。

氧气和辐射会在短时间内破坏人造的存储器,但是嗜盐菌具有修复氧化损伤的能力,可以确保所有原始数据在几个世纪或更长时间里不被篡改。

戴维斯本人没有生物学背景,但他与一支更有资格的研究团队展开了合作,证明该微生物具有超越其他候选人的潜力。

为了保存代码,戴维斯创作了两幅3D艺术作品,其灵感来自俄罗斯的民间故事“无死人的Koschei”,具体内容被简化为一连串的坐标,并被翻译成基本代码,插入嗜盐菌的基因段。

即使细胞自我复制了好几代之后,上面宝贵的人造信息仍然稳定。

尽管听起来过于科幻,但这种研究确实揭示出嗜盐菌新陈代谢的许多知识。

下一步是将它们埋入盐中,几年后再检查遗传代码,看看在它们休眠时,是否会丢失数据。


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这波操作很风骚。

比伯 at 2020-03-02 23:32
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