DNA:硬盤過時是遲早的事，但用 DNA 來存儲數據是不是有點太科幻了

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1878年6月19日，英國著名攝影師埃德沃德·邁布里奇把12臺雙鏡頭照相機列成一排，拍攝一名騎手騎馬快速奔跑的場景。最初的目的是想解決困擾了畫家和藝術家幾個世紀的難題——馬在奔跑時四條腿是否可以同時離地。

明尼蘇達大學的數學教授兼數字技術專家AndrewOdlyzko稱這項新研究「非常了不起」。

「想象一下，我們可以把秘密交給位于我們腸道或者皮膚上的細菌，這應該是最安全的保密方式了，」他說道。

讓細菌「監控」神經元

此前，科學家已經成功將存入了DNA中。2012年，Church將自己的書的電子數據編輯成DNA形式導入了細菌體內，并通過細菌繁殖得到了900億份復制品。莎士比亞的十四行詩《Regenesis》

十年前丟棄含有8000比特幣硬盤的投資者起訴垃圾填埋場希望贏得5.57億美元:金色財經報道，威爾士的一位比特幣投資者James Howells十年前將硬盤扔進垃圾桶后不慎丟失了8000個比特幣，現在他威脅要起訴負責管理垃圾填埋場的地方議會，并可能使其破產，因為他希望贏得5.57億美元的法律費用。

紐波特市議會（NCC）多次拒絕了James Howells挖掘垃圾并尋找比特幣的請求，Howells正準備起訴市議會，阻止他們在該地進行其他工程。這項訴訟旨在獲得4.46億英鎊（約合5.57億美元）的損失賠償，這一價值與他丟失的比特幣的最高記錄價格相符。Howells威脅說，最近宣布破產的伯明翰市政府不會是今年唯一破產的工黨議會。

Howells說，10年來，他想盡了一切辦法，他們就是不合作，所以現在我們只能走法律途徑了。Howells在9月4日致議會的公開信中要求議會允許他在9月18日之前開始垃圾填埋場的挖掘工作。他還要求對議會在整個比特幣垃圾填埋場事件中的決定是否合法進行司法審查。[2023/9/8 13:27:31]

「這應該是出版史上的最高紀錄了，」Church在采訪中說道。

美國計算機硬件制造商PNY推出專為Chia設計的固態硬盤:美國計算機硬件制造商PNY推出了第一批專為Chia挖礦設計的固態硬盤(SSD)。PNY LX2030和LX3030 M.2 NVMe SSD是“超高耐用”型號，可提供高達54,000TB寫入(TBW)的耐用性等級。（decrypt）[2021/7/23 1:10:22]

HarvardUniversity

在這些研究的基礎上，Church和其他科學家開始醞釀一個更大膽的想法——能否將改造過的細菌植入人體細胞，記錄下細胞的一舉一動。換句話說，就是像拍電影一樣錄下每個細胞的生活。

當人生病時，醫生可以將這些細菌提取出來，觀察存儲在DNA中的錄像。Church說，這就像飛機失事后人們可以通過黑匣子知道當時發生的情況一樣。

英國一男子將在垃圾填埋場尋找其包含3.78億美元比特幣的硬盤:金色財經報道，英國男子James Howells正在進行為期一年的垃圾填埋場搜索，以找到他丟失的硬盤驅動器，其中包含價值約3.78億美元的比特幣。Howells 希望能夠部署人工智能掃描儀、X射線掃描儀和其他高科技工具。他的計劃得到了一家對沖基金的資金支持，該基金將分得巨額資金的一部分。[2021/7/9 0:38:12]

大腦包含約860億個神經元，然而要想知道這些神經細胞的日常活動卻是一件非常困難的事。

「目前，我們可以用電極來觀察神經元的活動，但是一個電極只能監控一個神經細胞。人的腦子裝的下860億個神經元，可裝不下860個電極啊，」Church說道。不過，經過改造的細菌或許是理想的「偵察兵」。

科學家的想法是，通過基因工程將細菌改造成「記錄裝置」，然后讓這些細菌隨著血液到達大腦，記錄大腦神經元的活動。隨后科學家可將這些細菌提取出來，通過其DNA就能知道神經元在這段時間的活動狀態。

希捷16TB硬盤價格已經回落至2000多人民幣:根據算力論壇信息，希捷16TB硬盤價格已經回落至2000多人民幣。據悉，此前挖礦盛行期，西部數據紅盤12TB在淘寶上曾漲至上萬人民幣。[2021/6/22 23:56:18]

Church和他的同事已經在過去的研究中展示了細菌能記錄細胞中被標記的DNA。

存儲能力甩硬盤幾條街的DNA

半個世紀前，著名物理學家理查德·費曼就提出了用DNA來存儲信息這一超前想法。很久之后分子生物學革命才興起，幾十年后才有科學家成功地做到了給DNA測序。

「基因不僅僅是文字信息，它也能做一些自己的事，」費曼在1959年的一次中說道。演講

「想象一下，我們也能做出一件非常小的東西，讓它做我們想做的事，」他激動地說道。

「費曼博士的想法意義深遠——它給我們提供了一個方向，」南加州大學的數學家LeonardAdleman說道。他還是「RSA」——使用最廣泛的一種公鑰加密算法——的創建者之一。

1994年，Adleman他已經成功將數據存入了DNA中，并把DNA當作電腦解決了一個數學問題。他堅信，DNA的存儲能力是同樣大小光盤的一萬億倍還不止。宣布

數據存儲是一個越來越讓人頭疼的問題。在這個知識爆炸的年代，每天產生的數據數量驚人，因而儲存數據的技術一不小心就過時了，比如被淘汰掉的軟盤。

但DNA永遠都不會過時。「數十億年來，生物都在用DNA存儲信息，而且信息都保存完整，」Adleman說道。他注意到，現代的細菌仍然能從幾百萬年前的昆蟲琥珀中讀取到基因信息。這是因為DNA很容易保存，只需放在冷、暗、干燥處，沒有恒溫恒濕的苛刻要求。它還非常穩定，存放上百萬年都沒問題。

除此之外，DNA合成測序，使用的設備和方法都是生物學研究的常規工具。這使得DNA的存儲有效地避開了因設備技術更新換代而起的許多麻煩。所以DNA是數碼信息長期存儲的理想材料，而且存儲的時間越長，越能顯出優越性。

DNA真正取代硬盤還要多久？

DNA作為存儲介質，也有顯著的弱點。首先是成本太高。歐洲生物信息研究所的高德曼團隊的實驗費用高得驚人：每一兆字節的存儲費用是12,400美元，外加測序解讀220美元。這是常規磁帶存寫費用的一百多萬倍。

第二，信息讀寫非常耗時。數碼信息編入DNA目前只能由專門的DNA合成設備來做；而從DNA中讀取信息，重組復原為數碼文件也很費時。高德曼團隊用了整整兩個星期，才完成五個文件739千字節的復原。

第三，DNA介質不能重復使用，寫錄完畢，一般來說不能修改、不能再用。可是，我們已經習慣了常規存儲，如硬盤和U盤的便利。幾十塊錢的U盤，插入電腦，就能周而復始地存取文檔。

這些「簡單」的基本功能，DNA介質卻難以勝任。

Nature

「人們的本能反應是，DNA分子那么渺小，怎么能儲存海量信息呢？」Birney博士說到。

「盡管這些想法很超前，但我們起碼知道，這些生物技術誕生的時間肯定前人預測的要早，」Church說到。

他舉出了人類基因組測序的例子。此前，一些比較樂觀的科學家預測這將花費至少60年的時間，每組基因測序的費用將高達1000美元。而于1990年正式啟動的「人類基因組計劃」只用了十年時間，花費30億美元。

DNA存儲著生物體的奧秘，是個非常大的「數據盤」。當克服了存儲和讀取上的難題，也許未來某一天，我們所有的硬盤、U盤、網盤都可以丟到一邊。用一塊硬幣大小的DNA，就能存儲我們一生需要的數據了。

參考資料：TheNewYorkTimes

頭圖來源：Geenius

陳君子

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