2014年上映的好萊塢大片《超體》，講述了女主因?yàn)檫^(guò)量毒品進(jìn)入身體，被賦予了超能力。在結(jié)尾，不斷進(jìn)化的女主最終脫去肉身，成為了一個(gè)裝著無(wú)限知識(shí)的U盤(pán)。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

在現(xiàn)實(shí)生活里，人類(lèi)的DNA真的可以當(dāng)成U盤(pán)，用來(lái)儲(chǔ)存信息。去年，天津大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士元英進(jìn)就帶領(lǐng)合成生物科研團(tuán)隊(duì)，將10幅敦煌壁畫(huà)存入了DNA中。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，這些信息可以在實(shí)驗(yàn)室常溫下保存千年。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

在首屆西湖未來(lái)論壇“合成生物”平行論壇上，元英進(jìn)以《合成生物學(xué)及應(yīng)用》為題做了一場(chǎng)報(bào)告。他說(shuō)，在大英百科全書(shū)里，對(duì)“合成生物”的解釋里有一句話：“人類(lèi)了解一種結(jié)構(gòu)后必然會(huì)去創(chuàng)造它�！�qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

這就不難理解，“合成生物學(xué)”被稱(chēng)為繼“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”“基因組技術(shù)”之后的第三次生物科技革命。這說(shuō)明人類(lèi)已經(jīng)對(duì)DNA和基因有足夠了解，開(kāi)始著手按照自己的想法和需求進(jìn)行創(chuàng)造。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

具體到元英進(jìn)和他的團(tuán)隊(duì)，目前已經(jīng)針對(duì)酵母基因組，化學(xué)合成出了五號(hào)和十號(hào)兩條酵母長(zhǎng)染色體。另外，還開(kāi)發(fā)出了基因組重排的精準(zhǔn)控制方法，創(chuàng)造出了高產(chǎn)酵母菌株，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模應(yīng)用，打通了基因組合成從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用的鏈條。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

未來(lái)，這一技術(shù)將在人工合成各類(lèi)分子領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力，通過(guò)定向的高通量篩選，有望實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)品、天然產(chǎn)物、藥物分子的高效合成。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

把DNA當(dāng)成信息存儲(chǔ)的工具，實(shí)際上也是基于人類(lèi)對(duì)它的了解。DNA本身就攜帶合成RNA和蛋白質(zhì)所必需的遺傳信息。比如，人類(lèi)可以通過(guò)冰層里數(shù)萬(wàn)年前猛犸象的DNA了解這種古老的生物。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

DNA由四個(gè)堿基組成，按照不同順序排列，決定了生命體膚色、身高、發(fā)色等特征。這和計(jì)算機(jī)0、1的二進(jìn)制算法原理相通。因此，隨著對(duì)DNA合成、測(cè)序、解碼等技術(shù)不斷完善，科學(xué)家們自然想著把它變成信息存儲(chǔ)的“設(shè)備”。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

據(jù)元英進(jìn)介紹，這個(gè)設(shè)備的好處是，存儲(chǔ)密度非常高，且能耗非常低。比如一立方厘米的DNA存儲(chǔ)的信息量比一萬(wàn)張光盤(pán)還要大。至于能耗，也僅僅是在合成過(guò)程中需要，做好之后只要常溫保存即可。對(duì)比之下，去年中國(guó)數(shù)據(jù)中心耗電量達(dá)到2700億度，約占全國(guó)總耗電量的3.1%。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

“所以，DNA存儲(chǔ)被視為一種極具潛力的存儲(chǔ)技術(shù)，成為應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)增長(zhǎng)挑戰(zhàn)的新機(jī)遇。”元英進(jìn)說(shuō)。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

當(dāng)然，DNA存儲(chǔ)想要普及，還得克服很多難點(diǎn)。比如，合成的成本過(guò)高。目前，在DNA中存入100萬(wàn)GB的數(shù)據(jù)，成本高達(dá)1萬(wàn)億美元。另外，在存儲(chǔ)和讀取過(guò)程中也存在一些問(wèn)題。但可以肯定的是，包括元英進(jìn)在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外合成生物領(lǐng)域的科學(xué)家們都在這個(gè)領(lǐng)域積極探索。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)

在國(guó)內(nèi)，“十四五”規(guī)劃中也明確指出，要“加快布局DNA存儲(chǔ)等前沿技術(shù)，加強(qiáng)信息科學(xué)與生命科學(xué)、材料等基礎(chǔ)學(xué)科的交叉創(chuàng)新”。qwN新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門(mén)戶(hù)網(wǎng)