哈佛大學突破 基因存數十億本書

【大紀元記者劉新宇報道】為有效處理當今社會知識爆炸的難題，哈佛大學的研究人員最近通過努力，成功地採用脫氧核醣核酸遺傳分子的概念，將整本書以基因分子密碼形式存儲起來，然後又將書的內容從這種密碼中準確無誤地讀回來。

據《華爾街日報》報道，著名權威期刊《科學》網絡版發表了哈佛大學這些研究人員的實驗成果。這項實驗使用基因中相關化學成份為代碼，把一本尚未出版的基因工程專著從英文譯製存儲到名副其實的基因中。研究人員表示，採用這種儲存方式後，1支試管就能輕易存儲此專著的10億個副本，且在正常情況下時間可持久至幾個世紀。

雖然這種新穎的儲存方式要達到商業化還有很長的路要走，但卻彰顯出基因作為長期而穩定的存檔媒介，在存儲普通信息，如：照片、書籍、財務紀錄、醫療檔案和音像等方面的巨大潛力。走在研究前沿但並未參與該研究項目的斯坦福大學合成生物學家德魯‧恩迪說：「這項研究表明，由於目前合成及測序基因的能力大幅增強，這為大量數據存儲提供了條件。如果你想把藏書室或圖書館用基因編碼存儲起來，現在完全可能做到這一點。」

分子生物學家早就熟知，基因是種天然的信息存儲系統，在每細胞中無處不在，存儲每個人的遺傳秘方。脫氧核醣核酸可算是個極其複雜的大分子，包含4種被稱為鹼基的化學小分子成份：腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。這些小分子成份的不同組合形成簡單但功能十分強大的代碼，被用來存儲與生命息息相關的遺傳指令。

對普通人而言，約30億這些個鹼基的確切序列，在生物意義上直接決定存儲於基因及染色體中的遺傳信息，正如使用不同的字母能組成不同的單詞和句子一樣。美國、歐洲和加拿大等世界各地近年來都有科學研究小組在進行各種試驗，使用這種遺傳代碼存儲其它各類信息，甚至把不同的商標及機密信息儲存在細胞中。

基因組先驅克雷格‧文特爾及其同事，2010年率先在實驗室合成出首個人造細胞，並用化學基因代碼簽署自己的名字，如同畫家簽署自己的得意之作。他們還把3個貼切的文學錦句和1個網址也用這種代碼記錄下來。其他研究人員還利用基因代碼將詩歌和流行音樂寫入活細胞裏。美國華盛頓州太平洋西北國家實驗室的遺傳工程師早在2003年就研製出新的微生物，並在其基因裏錄製迪士尼的《這是個小世界》主題曲。

據哈佛分子遺傳學家喬治‧丘奇博士及其同事介紹，他們今年8月16日發表的研究結果與眾不同之處在於空前的儲存規模。那本書包含53,426個文字、11個插圖解說及1個JavaScript電腦程序。作為該項目的資深研究員，丘奇認為要解決當前面臨的存檔問題，這種方法很可能代表著未來的解決途徑及趨勢。拇指大小的這種存儲器就能將整個互聯網的所有信息都裝載其中。

但這種存儲方式的具體實驗操作目前相當費時費力。研究人員首先需把手稿轉譯成0和1這種標準二進制計算機數碼，也就是影碟音像和數碼相機存儲所採用的標準數碼。然後他們利用脫氧核醣核酸的2個化學鹼基對分別表示1和0。具體而言，他們採用腺嘌呤和胞嘧啶代表1、鳥嘌呤和胸腺嘧啶代表0。

接下來研究人員要人工合成出包含不同編碼序列的所有基因短鏈。這些長短和編碼序列各異的短鏈共約有5.5萬個，每個短鏈都存儲著部份文字及該文字在書中字裏行間的確切位置。該項目首席研究員、哈佛大學生物靈感工程韋斯研究所生物工程師斯利拉姆‧科蘇里解釋說：「這其實是個非常簡單，依照序列存儲信息的方式。就像磁帶一樣，你只能依序提取所要的數據。」

在可預見的將來，這種基因書本將十分昂貴，讀起來也十分費時。它需要涉及一系列實驗室程序，同時還需依靠微陣列芯片及高速基因測序機，以適當順序把這些基因短鏈組裝起來，並能校正錯誤及讀取最後文本。但在圖書營銷方面，丘奇等人的這項實驗可謂是個引人矚目的里程碑。

丘奇還透露，實驗中使用的是他自己寫的名為《再生學》的書，預計今年10月會以更傳統的商業出版方式面世。他也曾首先考慮過使用小說《白鯨》，但最後還是選擇用自己的手稿，因為其中既有大量文字，又有圖片和電腦程序，這樣能更好地展示基因處理不同種類信息的非凡能力。◇