进入21世纪以来，人类世界数据信息的增长速度急剧增加，随着数据水平的增加，在可预测的未来，基于传统硅基存储介质的存储方式不可避免地陷入资源枯竭的困境。因此，开发新的存储技术尤为重要。

　　在数据存储的发展方向中，DNA存储技术是一个吸引人和有希望的选择。众所周知，DNA是自然生物保存遗传信息的载体，在细胞核尺度的空间中，可以保存物种的所有遗传信息。这是多么难以想象的!

　　最近，美国哥伦比亚大学的研究人员在NatureChemicalBiology杂志上发表了Robustdirectdigital-to-biologicaldatallivingcells的研究论文。

　　该研究向我们展示了新的DNA存储技术——通过结合CRISRP技术和重编程细菌，通过电刺激将二进制数据以3个单元编码到细菌的CRISPR阵列，实现了有意义的72比特信息存储。

　　DNA有望以其高密度的信息存储特征成为下一代数据存储介质，基于DNA存储开发的DNA计算机具有惊人的优点:1立方厘米的DNA存储信息比1兆张光盘存储的数十几小时的DNA计算相当于所有电子计算机出现以来的总运算量。

　　DNA存储技术的独特优势——具有极高密度的存储容量。

　　当然，目前的DNA存储技术也存在着体外DNA合成速度慢、错误率高、合成费用高等问题。但值得注意的是，在活细胞中，这种情况完全相反，DNA合成速度不快，突变率低，成本不成问题。

　　由此可见，如果信息可以直接在活细胞中编码和存储，将极大地促进基因存储技术在现实中的应用过程!

　　因此，为了打造价格低廉、易编码的活细胞DNA存储技术，哥伦比亚大学HarrisWang教授领导的研究团队一直致力于将信息数据直接写入生物活细胞DNA。此外，这些脱氧核糖核酸将通过复制的信息，实现信息数据的长期保存。

　　事实上，早在2017年，研究团队就使用CRISPR基因编辑系统和基因编程菌来识别生物信号-果糖。当研究人员将果糖添加到培养基中时，细菌中的颗粒表现就会增加。其次，CRISPR-Cas系统将表现的质粒切成碎片，将其中的一部分插入CRISPR阵列，插入的DNA段代表数字位置。

　　如果缺少糖的信号，CRISPR-Cas系统将随机存储DNA。这意味着数字为零，研究人员测量这些细菌的DNA，通过识别1或0来表明细菌是否接触过糖。但遗憾的是，这种设备只能存储少量的信息——几个比特的数据。

　　将三位二进制数据编码到细菌中。

　　现在，HarrisWang教授和同事开发了更简单、更容量的活细胞DNA存储技术。他们使用可以编码更长信息串的系统，与以前的糖果识别系统不同，采用了新的信息编写的诱导方式-电刺激。

　　研究人员在细菌中插入一系列基因，使这些基因编程菌对电压作出反应，增加粒子的表现。类似于果糖识别系统，质粒表现量的增加通过CRISPR-Cas系统在细菌的DNA中写入数字位置，最后通过DNA顺序读取这些1和0。

　　通过电刺激和CIRSPR系统将数据信息直接写入活细胞的DNA。

　　通过这种新的方法，研究团队实现了电子编码最多72位的数据，成功地写入了计算机领域的古典语言-HelloWorld!的双曲馀弦值。

　　不仅如此，HarrisWang教授还表示，他们可以将携带信息的基因编程菌混入正常的土壤微生物中，测量混合物，读取存储的信息。

　　这意味着，一旦技术成熟，我们可能可以随时随地在任何环境中阅读我们想要的数据信息!

　　72比特数据容量，成功写入HelloWorld!

　　当然，该系统仍然存在一定的缺点。例如，如何防止数据信息在细菌复制时发生突变和分解的72比特的信息存储容量与当前硅介质的硬盘存储技术相比仍有很大差异。对此，HarrisWang教授说:生物体内存储数据还处于初期阶段，无法与现在的存储系统竞争。

　　综上所述，该研究以CRISRP技术和重编程细菌为基础，成功实现了活细胞DNA的数据写入和读取，显示了DNA存储技术的新发展方向。虽然离实际应用还有很长的路要走，但不可否认，这是一个非常好的同时也是一个非常关键的一步!