合成DNA：下一次数据存储革命

CNET和CBS News的高级制作人Dan Patterson采访了从事DNA数据存储的Catalog公司的联合创始人兼首席执行官Hyunjun Park。以下是他们俩的谈话内容，已经过编辑。

Hyunjun Park：为了便于讨论，数据是指我们在全世界生成的任何类型的信息。但是就存储目的而言，数据在我们眼里实际上就是一连串1和0。这是一长串的1和0，您通常使用计算机将这二进制数据存储在硬盘驱动器和闪存驱动器之类的介质上。现在，我们试图存储在新介质DNA上。

我们现正在使用合成DNA来存储数据，不过将来可能会使用有机DNA，但实际上，如果您考虑一下，那是相反的。我们已经在体内使用有机DNA。我们已经使用它存储数据。那就是染色体，即人体细胞内的DNA。它以非常数字化的方式存储信息，不过我们正尝试使用我们模仿的合成DNA分子来复制该存储方案。我们现在模仿大自然，使用这种新介质存储信息。

何谓合成DNA？说到底，它与有机DNA一模一样，只不过我们从合成和人工的角度来探讨。我们使用化学方法使分子看起来完全像人体内的有机DNA。

人体已经在使用DNA以非常数字化的方式存储信息。我的意思是，四种不同的单位组成DNA。四个不同的碱基：A、T、G和C以及那些碱基对的顺序决定了存储在其中的信息。这是人体存储信息的一种非常数字化的方式。因此我们从中得到了灵感，充分利用DNA的所有特征来存储数字信息，而不是遗传信息。这将发生在试管或实验室中，而不是在细胞内。

现在，我提到的优点包括不可思议的信息密度。由于人体要将大量的遗传信息塞到一个小小的细胞内，这意味着您可以在很小的体积中存储大量信息。这就是信息密度。如果您考虑DNA的信息密度，每克DNA相当于存储200 PB左右的数据。

这意味着含有EB级数据的数据中心可以存储在一块方糖大小的DNA中。信息密度很大。另一个优点是这些分子很稳定。我们已经能够对在永久冻土中保存了70万年的马匹的基因组进行测序。利用DNA的信息存储，您可以将信息一次性放入该介质中，基本上可以永远保存。您可以将其存储在室温下的试管中，它是一种非常稳定的信息存储形式。

听起来很牵强，但我不敢邀功，我们不是第一个提出将信息存储在DNA中或将数字信息存储在DNA中的想法。这个想法已存在了数十年，甚至早在50年代就有了。之前使用DNA来存储大量信息之所以不可能，是由于将信息写入这些分子中的成本非常高昂。

我们Catalog所做的全新工作是，开发出了一个平台，能够从事基因存储，比现有技术便宜得多、快速得多。我们填补了这一空白。

这项技术在实际生活中能派怎样的用场？去年我们做了演示，使用我们研发的可打印分子的新型打印机，将维基百科的所有英文文本存储到DNA中。您可以想象在不久的将来，我们可以将这些机器连接到数据中心；针对需要长期归档或高度并行处理的数据，我们可以以DNA形式存储这些信息，并根据需要进行查询；如果需要，还可以创建成千上万个副本。这也是DNA作为存储介质大有优势的另一个特点。