哈佛大學新研究:DNA秒變U盤.看片?插嘴就好了啊~

2021-01-19 染色體日爆

最近,X站下架了一大批影視作品,

引來一陣局迷的哀嚎,

然而,木已成舟,

我們要自強、要補救!



這時候,看電影的老司機,

一定會快馬加鞭,

求種子、找資源,插硬碟,

開著1000兆的寬帶,下載得披頭散髮,

喜歡的女明星一個都不能漏!




笑看囤片狗之後,哈佛出來搞事情了。7月13日,發表在國際學術期刊《自然》(Nature)上的一篇研究論文顯示,美國哈佛大學醫學院的研究人員賽斯•希普曼(Seth Shipman)帶領的研究人員,將一部視頻短片(Gif圖)存進了活的大腸桿菌裡。



這部短片的內容是一個人騎著馬狂奔,它只有5幀圖像,36x26個像素大小,可以被複製、保存以及讀取。讀取方式是 DNA 測序,根據測序就可以可以把畫面重構。


大概是這樣的:

按照一定編碼把信息編到 DNA 裡,然後用特有讀取方式就可以讀出數據。唾液裡是含有DNA的,通過唾液獲取DNA是現在最便捷的方法,所以,想看電影時用測序器「插嘴」也不是什麼問題



問題來了,

用硬碟存不就得了嗎,

DNA 存電影是要弄啥呢?


說到下載,用到的存儲空間無非是 U盤、硬碟和網盤。令人尷尬的是,三種存儲方式都很局限,爆哥就說說 U盤、硬碟、網盤 的缺點:


U盤方便,但內存太小?

得,我用硬碟總行了吧,

也就百部而已



緊接著,問題來了

喜歡片TM太多了,這硬碟

夠下



本想網盤比較大,

留下點獨家記憶應該沒問題。

那你就天真了!

當你滿懷欣喜準備好紙巾時(看點韓劇總會流淚),

沒了,一切都有沒了!



總結一下現在主流的存儲器劣勢:


U盤——容量小,易丟失

硬碟——易損壞,不便攜

網盤——殫精竭慮,朝不保夕



那麼, DNA 作為存儲設備有哪些優勢?


存儲能力  ★★★★★


DNA 如果作為信息儲存材料的話,可以完爆現在的各種盤。DNA 的理論存儲密度可以達到每克455 EB (1 EB = 2024 PB = 2048576 TB)。


1g DNA是多大呢?指甲大小都不到!但是,就這麼1g,把谷歌+百度的所有數據存下來可謂是易如反掌。



1g DNA 都能搞這麼多事情,那 1kg 的 DNA  能幹嘛呢?不誇張地說,存儲整個世界的信息不在話下。

存儲密度  ★★★★★


DNA 尺寸微小,DNA 晶片是當前已知存儲密度最高的介質。只要DNA測序技術普及,今天電腦商吹噓的機械硬碟、SSD硬碟放到未來可能是個笑話。





錯誤概率              


有研究團隊先將信息存儲到 DNA 存儲晶片上,然後再轉換回數字格式。演示系統的出錯率為百萬分之二,居然只有幾個單詞拼寫錯誤。


存儲保真率堪比 DVD,什麼U盤之類的存儲設備簡直就是渣渣!




編碼難度  ★★★★   


編碼原理類似於數字存儲的0和1的編碼,只需要吧0和1換成 DNA 的序列ATCG就行,非常好理解。但也僅僅是到可理解的程度,操作起來還是很艱難的。


(科普環節——ATCG是啥?)

ATCG等是鹼基的簡寫,在形成穩定螺旋結構的鹼基對中共有4種不同鹼基。

根據它們英文名稱的首字母分別稱之為:

A(ADENINE 腺嘌呤)、T(THYMINE 胸腺嘧啶)、C(CYTOSINE 胞嘧啶)、G(GUANINE 鳥嘌呤),另有U(URACIL尿嘧啶)。


作用:

1.組成DNA——DNA分子由兩條很長的糖鏈結構構成骨架,通過鹼基對結合在一起,就象梯子一樣。

2.構成物質——鹼基還構成一些生命必須物質或是重要的輔酶,如ATP,GTP,CoA等,對生命活動的作用非常大。


基因是gene的音譯,可以理解為是具有特定功能的特定的ATCG等鹼基序列的組合。給你形象點解釋,基因是一篇文章,但是裡面的漢字只有4個就是ATGC,文章長短不同和文字不同,造成文章的不同,結果造成生物的多樣性



測序成本  ★★★★★


因為當前受 DNA 測序成本及儀器限制,這種存儲技術還沒有辦法普及,暫時還不能給大家下片兒用。說到底,還不是因為DNA這東西牛逼,牛逼的東西往往比較貴




總的來說,DNA存儲樣樣好,就是設備貴貴貴!你可能會覺得,DNA測序這種又貴又超前的高科技離你很遠,But,老話說得好:


舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家


80年代,又厚又重的大哥大2萬多元一個。今天,再怎麼高配的手機也不過8、9千。

走著瞧,隨著可攜式 DNA測序儀 的發展,DNA儲存 就可以取代現在的移動硬碟了。(可以存萬部羞羞電影,不激動才怪!)



當我們用一口唾液就能看電影時,那就有趣了,大家的口頭禪有可能是這樣的:


男生:「我想看你存的電影,你呸一口唄~」

女生:「我呸!你想都別想!」

-End-



其實,我們也不必往 DNA 裡面存片兒了

買個基因檢測看看自己

說不定裡面本來就存著片兒呢


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