科技日報記者 劉霞
據(jù)英國南安普敦大學官網(wǎng)19日報道,該??茖W家成功將完整的人類基因組鐫刻于一塊五維(5D)記憶晶體中。基因組中約30億個字母,每個字母都被測序了150次,以確保其處于合適位置。
研究人員利用超快激光,將數(shù)據(jù)精確地刻入二氧化硅內(nèi)的納米結(jié)構(gòu)空隙中,特征尺寸小至20納米。與僅在二維紙張或磁帶表面進行刻寫不同,這種編碼方法巧妙地結(jié)合兩個光學維度和三個空間坐標,在材料上進行書寫,因此稱為“五維”。
研究人員希望,如果未來科技允許,這塊晶體能在數(shù)千年、數(shù)百萬年甚至數(shù)十億年后,為已滅絕的人類提供復活藍圖。該技術(shù)還可為瀕臨滅絕的動植物物種創(chuàng)建持久的基因組記錄。
這塊5D存儲晶體由該校光電研究中心(ORC)開發(fā),是地球上最耐用的材料之一。它能耐受冷凍、火災和高達1000℃的溫度,還可以承受高達10噸/平方厘米的直接沖擊力,且長時間暴露于宇宙輻射也“不改本色”。2014年,該存儲晶體獲得“最耐用數(shù)據(jù)存儲材料”吉尼斯世界紀錄。
研究人員表示,與其他會隨時間推移而逐漸退化的數(shù)據(jù)存儲格式不同,這種5D存儲晶體不僅可以存儲高達360太字節(jié)(TB)的信息,而且高溫下也能保存數(shù)十億年。這為人類創(chuàng)建一個永久基因組信息庫帶來了可能,在未來科學技術(shù)條件允許的情況下,科學家或許能從中恢復植物、動物等復雜生物。
該記憶晶體被保存在“人類記憶”檔案館內(nèi),這是一個位于奧地利哈爾施塔特鹽洞中的特殊時間膠囊。刻在晶體上的可視化說明,會向未來的探索者揭示其中存儲的數(shù)據(jù)內(nèi)容以及使用方法。這些說明展示了通用元素(氫、氧、碳和氮)、DNA分子的4個堿基(腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤和胸腺嘧啶)和其分子結(jié)構(gòu),以及這些堿基在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的精確位置等。