@ 2020.03.02 , 10:00

微生物才是最好的時光膠囊

末日降臨,文明大廈傾頹。所有過往榮光在幸存者的后代口中有如神話故事。我們是否能夠留下某種記錄,讓未來的世界知道曾經的一切?

哈佛大學的藝術家喬·戴維斯(Joe Davis)認為他有一個好方案。可以把信息嵌入到喜愛鹽的微生物嗜鹽菌(Halobacterium salinarum)的基因里。

戴維斯建議被他寫入論文,但他卻不是提議使用DNA作為史書載體的第一人。3年前,微軟公布了他們的計劃,意欲把大量信息存儲到DNA數據庫中。

不難發現這種數據存儲技術的魅力所在。單個人類細胞中的所有染色體都相當于兩張CD的存儲空間。

這種極端的緊湊性意味著,從理論上講,世界上所有數據都可以通過A、G、T和C的字符串編碼,存儲到雙車庫*中。(雙車庫double-garage,美國有些家庭車庫只能放下一輛車,另外一些家庭擁有兩個門,能夠停放多輛車的車庫,就叫double-garage。此處大概是形容容量綽綽有余)

考慮到數據庫每年的增長速度,我們可能需要考慮有效的存儲方式。

這不僅僅是一個停留在理論上的問題。研究人員之前將嘗試把書籍、圖像甚至電影轉化為可保存數十億年的格式。

不幸的是,距離水滴大小的DVD,我們仍然需要有足夠的耐心。Netflix在自動化和快速加載方面取得了進展,但可以預見的未來內還無法把數據壓縮進如此緊致的空間。

但是除了體積足夠小之外,DNA存儲還有另一個吸引人的要素:微生物可以把信息一代一代地傳遞下去。

華盛頓大學的生物工程師杰夫·納瓦拉(Jeff Nivala)在《科學》雜志上說:“如果所有其他生命都已經滅絕,生命力頑強的微生物也可以自行延續下去。”

在戴維斯的研究中,嚴格來說,他提名的最佳人選并不是細菌,而是耐鹽微生物,被稱為古細菌。

嗜鹽菌恰好生活在高鹽環境中,因此可以承受惡劣環境。當它被埋在鹽中且缺乏營養時,就會進入停滯狀態,直到環境改善為止。

氧氣和輻射會在短時間內破壞人造的存儲器,但是嗜鹽菌具有修復氧化損傷的能力,可以確保所有原始數據在幾個世紀或更長時間里不被篡改。

戴維斯本人沒有生物學背景,但他與一支更有資格的研究團隊展開了合作,證明該微生物具有超越其他候選人的潛力。

為了保存代碼,戴維斯創作了兩幅3D藝術作品,其靈感來自俄羅斯的民間故事“無死人的Koschei”,具體內容被簡化為一連串的坐標,并被翻譯成基本代碼,插入嗜鹽菌的基因段。

即使細胞自我復制了好幾代之后,上面寶貴的人造信息仍然穩定。

盡管聽起來過于科幻,但這種研究確實揭示出嗜鹽菌新陳代謝的許多知識。

下一步是將它們埋入鹽中,幾年后再檢查遺傳代碼,看看在它們休眠時,是否會丟失數據。

本文譯自 sciencealert,由譯者 majer 基于創作共用協議(BY-NC)發布。


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