哈佛教授用DNA存储电影,未来你家宠物狗就是移动电影院

2017年07月17日 11:13:22 | 来源:荔枝网

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  荔枝新闻讯(编辑/小二马)看过动画电影《冰河世纪》的观众一定会对萌萌的猛犸象印象深刻。

  长毛猛犸象是冰河时代的典型标志物种,上一次冰河时代一度称霸亚洲和北美大陆。但由于气候变化等原因,在距今约4000年前销声匿迹。

  2012年,科学家在西伯利亚冰层中发现了一具1万年前冰河时期人类杀死的猛犸幼象遗体,它的眼睛、脚趾甚至内脏器官都完整地保存了下来。从那时起就一直有科学家希望从中提取DNA,通过基因技术让它复活。

  现在我们离复活猛犸象又近了一步,因为人类读取生物DNA中存储信息的技术正在快速提高。

哈佛医学院遗传学家乔治·丘奇

  近日,哈佛医学院遗传学家乔治·丘奇就和他的团队利用先进的CRISPR基因编辑系统打造了首款“分子记录仪”。

  我们知道DNA是由两条反向平行的多核苷酸链,相互缠绕形成的一个双螺旋结构,而通过基因编辑技术,人类就可以对特定DNA片段进行敲除、加入等“编辑”操作,就像给DNA写入代码一样,。

  最终,该团队将一部经典电影的每个像素指定一个DNA编码,形成了一个代表整部电影的DNA序列,然后利用基因编辑技术,把这一DNA序列插入到一种常见肠道细菌——大肠杆菌的基因中。

该影片由英国摄影师埃德沃德·迈布里奇1878年拍摄而成,画面是一匹飞驰的骏马,目的是了解飞奔中的马是否会离开地面,成为早期电影始祖之一。

上图左为原始图像,上图右为从细菌中重新提取重建的图像。

  研究团队发现,这部电影不但随着宿主生物体的生长和分裂,可以被随意访问和无限复制。而且在细菌的每一代后代中,存储在基因中的电影都“完好如初”。据估算,DNA存储的数据量可达相同大小光盘的1万亿倍。这就意味着,DNA未来或将成为新的海量存储装置。

  试想一下,现在一个硬盘可以存1T的电影,将来你家的宠物狗可以存几万亿T的电影,把人类拍的所有电影装进去,还没装满。想看什么电影,把你家宠物狗连到电脑上……

  当然,以上都属于小编的个人脑补,科学家们的志向可远不在此。

  南加州大学数学家伦纳德·阿德曼称,数十亿年来,生物体一直在DNA中存储信息,这些信息今天仍然可以读取出来,例如读取数百万年前琥珀里边昆虫中的基因数据。

  神经科学家塞斯·斯普曼则认为,我们可以把细胞变成“历史学家”,通过改造细胞,制造一个体积极小的生物记忆系统,这些细胞负责追踪发生在我们身上的每件事,最终成为我们每个人过往来生的专属“纪录片”。

  这就意味着,今后细胞经过改造将可以变成人体的“黑匣子”,直接记录身体细胞层级发生的事。如果人生病,可以直接取出这些细菌“回放”看到底发生了什么事,任何疑难杂症都将无处遁形,甚至一些绝症顽症治疗都将变得so easy!

  不过,这些也还不是科学家们志向的全部。最终,该技术将帮科学家解读人类的终极奥秘——大脑的工作方式。

  大脑包含860亿个神经细胞,要了解它们的状态并非易事。以目前的技术,人类只能用电极一次监测一个神经细胞,但大脑中放不下860亿个电极。

  但基因工程细菌作为记录设备的话,则可以随同血液大量进入到大脑中,记录一段时间的信息后,再提取出细菌,通过它们的DNA了解大脑神经细胞的情况。

  有了这项技术,大脑的运行机制将一览无余,人之为人的终极奥秘——大脑意识的谜底或许也将被解开,那样的未来不敢想象……

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