印刷機和活字印刷術(shù)（可以排列和上墨的金屬字母）的發(fā)明引發(fā)了文藝復(fù)興和信息爆炸，這種爆炸一直持續(xù)到今天。

　　現(xiàn)在，研究人員報告說，在分子水平上應(yīng)用可移動字體的概念，大大加快了在DNA鏈中編碼數(shù)據(jù)的能力，DNA鏈是一種難以置信的高密度存儲信息的介質(zhì)。

　　獨立研究人員說，盡管目前只在實驗室中進行了演示，但今天在《Nature》雜志上報道的這種新方法可以為新興的DNA數(shù)據(jù)存儲行業(yè)注入活力，因為它可以使重要信息存檔幾十年甚至更長時間都具有成本效益。

　　Altos實驗室的基因組學(xué)專家Kun Zhang說：“這是一個非常好的概念驗證，也是對以前DNA數(shù)據(jù)存儲方法的重大改進。”

　　華盛頓大學(xué)的生物物理學(xué)家Jeff Nivala補充說：“它繞過了需要從頭合成DNA的DNA數(shù)據(jù)存儲障礙。”

　　DNA數(shù)據(jù)存儲的吸引力是巨大的：一克DNA可以存儲多達215pb的數(shù)據(jù)，足以存儲1000萬小時的高清視頻。按照這個速度，幾輛皮卡卡車的DNA就可以存儲人類記錄的所有數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的電子硬盤在幾年或幾十年內(nèi)就會退化，而DNA可以持續(xù)數(shù)千年。

　　此外，如今用DNA測序儀讀出DNA四字母字母表編碼的數(shù)據(jù)既直接又相對較快。問題是寫入數(shù)據(jù)，這通常需要一次一個字母地合成定制的DNA鏈。今天最快的DNA編寫者每天可以合成大約3.2億字節(jié)的DNA數(shù)據(jù)。按照這個速度，寫出一克DNA需要近200萬年的時間。

　　北京大學(xué)計算生物學(xué)家Long Qian表示：“與硬盤驅(qū)動器相比，它負擔(dān)不起，因為寫入速度相當(dāng)慢。”

　　為了加快速度，Qian和她的同事們從活字印刷術(shù)中尋找靈感，活字印刷術(shù)最初是在公元1040年左右在中國發(fā)明的，比約翰內(nèi)斯·古騰堡的印刷機早400年，他們使用瓷器而非金屬。作為“紙”，他們合成了長標準化的單鏈DNA模板片段。對于“類型”，他們合成了數(shù)百個短單鏈DNA“磚塊”，每個“磚塊”長24個堿基，其序列被設(shè)計成沿著DNA模板與特定區(qū)域結(jié)合。

　　然后，研究人員轉(zhuǎn)向細胞中一種叫做甲基化的自然過程，用數(shù)字0或1對積木進行編碼。在體內(nèi)，細胞將甲基（一個碳原子和三個氫原子）附著在特定的DNA序列上，以指示哪些基因應(yīng)該在不同的組織中表達和沉默。

　　為了存儲DNA， Qian和她的同事們添加了一種酶，將甲基連接到一些DNA磚塊（1s）上，而留下其他的(0)。就像文藝復(fù)興時期的排字工人一樣，他們選擇磚塊，用合適的15和0與模板對齊，以編碼他們想要的任何數(shù)字文件。放置在溶液中，磚塊很快找到并連接到模板上相應(yīng)的序列。

　　最后，研究人員必須“墨汁”打字并打印到紙上。他們添加了一種被稱為甲基轉(zhuǎn)移酶的酶，這種酶可以將磚塊上的所有甲基復(fù)制到模板鏈上的鄰近位置，kaiyun中國網(wǎng)站然后可以通過商業(yè)DNA測序機讀取。他們演示了寫入和讀取包含近27萬比特的文件，足以對老虎和大熊貓等高分辨率圖像進行編碼。

　　Qian說，目前用這種方法寫入數(shù)據(jù)的成本約為每比特0.003美元。雖然這比DNA合成公司對每個新DNA字母的收費要高，但錢相信商業(yè)化操作將比她的實驗室使用更少的試劑來降低成本。

　　但是Qian說，這項研究已經(jīng)證明了將數(shù)據(jù)寫入DNA的速度加快了。錢估計，這種新方法的商業(yè)版本可以達到每天2tb的速度，比目前最好的商業(yè)DNA合成器提高了6000倍。Qian和她的同事們現(xiàn)在正在尋找除了甲基之外的其他化學(xué)標記來修飾DNA模板，以便每條鏈編碼更多的數(shù)據(jù)，并進一步加快速度。如果成功，活字印刷術(shù)可能不僅是古代的突破之一，也是未來的突破之一。

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