爱华网随着生物计算机技术的发展，越来越多的新型存储媒介进入我们的视线之中。2007年就有日本科学家成功使用细菌DNA储存数据，可保存千年；我们之前也向大家介绍过 螃蟹计算机 和 用细菌制造硬盘 ，其理念都颇具科幻感。近日，哈佛大学威斯研究所（Harvard`s Wyss Institute）的生物工程师和遗传学家成功开发了一项新技术，可以将约700TB的数据储存进1克DNA之中，将之前使用DNA存储数据容量的纪录提高了1000倍。
这个由乔治·切齐(George Church)和瑟里拉姆·库苏里(Sriram Kosuri)领导的团队把我们的DNA完全当做了数字硬盘，他们合成了一个可存储96比特数据的DNA链，具体存储方法是为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶分别赋予二进制值（胸腺嘧啶和鸟嘌呤=1，腺嘌呤和胞嘧啶=0），随后通过微流体芯片对基因序列进行合成，从而使该序列的位置与相关数据集相匹配。当需要对数据进行读取时，只需再将基因序列还原为二进制即可。为了方便读取数据，研究人员还在每一个DNA片断的头部加入了19比特的地址块（address block），用此记录其在原始文件中的位置。
把DNA作为储存介质并非首次尝试，科学家们对它其实觊觎已久。DNA作为储存介质的优点有三：
体积小。一个碱基只有几个原子大小，人们以此为基础进行数据存储，整体的体积将大大领先于传统硬盘。密度大。一个DNA片段就含有无数个碱基。稳定性强。相比于其他需要低温、真空保存的存储介质，DNA可以在不苛刻的条件下保存上百年。得益于微流体技术的发展，合成、排列DNA成为了一项较为简单方便的工作。在此之前，人类基因组计划（Human Genome Project）为了研究一个含有30亿对碱基的人类DNA组要耗费数年的时间。现在，在微流体芯片的帮助下，这项工作只要几个小时就能完成。
设想一下，1克DNA不到指尖上一滴露珠大小，却能够储存700TB的数据，相当于1.4万张50GB容量的蓝光光盘，或233个3TB的硬盘（差不多要151千克重）。切齐和库苏里在试验中将切齐的新书复制了700亿份储存在DNA中，数据总量达到44PB。
之前也有许多研究DNA存储的科学家尝试在活体细胞的基因组中书写数据。但细胞不仅会死亡，而且还会分裂复制，这对其中存储的数据都是致命性打击。此番切齐和库苏里根本没有使用细胞，他们使用了人造合成的DNA，绕开了之前的问题。虽说利用活体细胞DNA储存数据无法逃开细胞死亡和细胞分裂的问题，但毕竟可以在短时间内保障数据的安全，在某种特殊情境下（比如007系列电影内）完全可以采用。当然，切齐和库苏里的科研成果更符合现实社会的需求。
目前，囿于储存空间的紧缺，网站的资料备份通常只会保存数月乃至数周。等到DNA存储技术成熟，我们就可以把全人类的信息资料都存储起来。人类可以在每一寸土地上安装摄像头，将每一处每一分每一秒上发生的事情都记录起来。人类还可以把所有的图书、资料、视频信息统统储存起来，几百公斤的DNA就能够胜任这个“全人类”的工作。
对该技术有兴趣的同学可以点击 这里 阅读论文原文。
文章编译自Extremtech： Harvard cracks DNA storage, crams 700 terabytes of data into a single gram作者： Sebastian Anthony
