斯坦福大學(xué)生物工程系的科學(xué)家創(chuàng )建了一種新系統，能夠重復編碼、擦寫(xiě)和儲存活體細胞DNA中的數據。他們表示，可編程的數據存儲在活體細胞的DNA內，或可成為研究癌癥、衰老和有機體發(fā)展等的強大工具。相關(guān)研究報告發(fā)表在同日出版的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。

    雖然基因物質(zhì)本身就具備天然的數據存儲介質(zhì)，但支持科學(xué)家可靠且可逆地將信息寫(xiě)入活體DNA的工具仍十分匱乏。以前的研究雖可通過(guò)單個(gè)酶的表達朝一個(gè)方向翻轉基因序列，但這一過(guò)程并不可逆，而科研人員需要不斷翻轉基因序列以創(chuàng )建可完全重復使用的數據存儲器。

    科學(xué)家坦言，雖然翻轉DNA的截面至兩個(gè)方向之一并不困難，但獲取蛋白質(zhì)水平的平衡卻非易事。為了使新系統正常工作，研究團隊需要精確控制微生物內兩個(gè)對立蛋白質(zhì)、整合酶和切除酶的動(dòng)態(tài)。

    他們經(jīng)過(guò)3年多達750次的嘗試，最終成功創(chuàng )建了相當于1比特（1位）的基因物質(zhì)。相關(guān)人員解釋說(shuō)，如果DNA的截面指向一個(gè)方向，它就是0，如果指向另一個(gè)方向，其就是1。由此，科研人員能計算出細胞分裂的次數，這或將賦予科學(xué)家制止細胞癌變發(fā)生的能力。

    研究小組將這款設備命名為“重組酶可尋址數據”模塊（RAD）。RAD可借助改編自噬菌體的絲氨酸和切除酶來(lái)按需翻轉和還原特定的DNA序列。這將形成類(lèi)似于計算機領(lǐng)域的“永久性數據存儲”，能在無(wú)功耗的情況下保留信息。隨后，科研小組在單個(gè)微生物內對RAD模塊進(jìn)行了測試，其在缺乏基因表達的情況下也能被動(dòng)存儲信息，十分可靠。此外，它們能重復切換而不使性能發(fā)生退化，使科學(xué)家目睹細胞分裂100余次，這對支持組合化的數據存儲十分重要。

    研究人員表示，他們未來(lái)的目標是盡快創(chuàng )建可擴展的、可靠的生物位，實(shí)現1字節的可編程基因數據的存儲，隨后再逐步挖掘基因數據存儲更廣泛的應用范圍。