斯坦福大學(xué)生物工程系的科學(xué)家創(chuàng)建了一種新系統(tǒng)，能夠重復(fù)編碼、擦寫和儲存活體細胞DNA中的數(shù)據(jù)。他們表示，可編程的數(shù)據(jù)存儲在活體細胞的DNA內(nèi)，或可成為研究癌癥、衰老和有機體發(fā)展等的強大工具。相關(guān)研究報告發(fā)表在同日出版的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。

    雖然基因物質(zhì)本身就具備天然的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，但支持科學(xué)家可靠且可逆地將信息寫入活體DNA的工具仍十分匱乏。以前的研究雖可通過單個酶的表達朝一個方向翻轉(zhuǎn)基因序列，但這一過程并不可逆，而科研人員需要不斷翻轉(zhuǎn)基因序列以創(chuàng)建可完全重復(fù)使用的數(shù)據(jù)存儲器。

    科學(xué)家坦言，雖然翻轉(zhuǎn)DNA的截面至兩個方向之一并不困難，但獲取蛋白質(zhì)水平的平衡卻非易事。為了使新系統(tǒng)正常工作，研究團隊需要精確控制微生物內(nèi)兩個對立蛋白質(zhì)、整合酶和切除酶的動態(tài)。

    他們經(jīng)過3年多達750次的嘗試，最終成功創(chuàng)建了相當于1比特（1位）的基因物質(zhì)。相關(guān)人員解釋說，如果DNA的截面指向一個方向，它就是0，如果指向另一個方向，其就是1。由此，科研人員能計算出細胞分裂的次數(shù)，這或?qū)①x予科學(xué)家制止細胞癌變發(fā)生的能力。

    研究小組將這款設(shè)備命名為“重組酶可尋址數(shù)據(jù)”模塊（RAD）。RAD可借助改編自噬菌體的絲氨酸和切除酶來按需翻轉(zhuǎn)和還原特定的DNA序列。這將形成類似于計算機領(lǐng)域的“永久性數(shù)據(jù)存儲”，能在無功耗的情況下保留信息。隨后，科研小組在單個微生物內(nèi)對RAD模塊進行了測試，其在缺乏基因表達的情況下也能被動存儲信息，十分可靠。此外，它們能重復(fù)切換而不使性能發(fā)生退化，使科學(xué)家目睹細胞分裂100余次，這對支持組合化的數(shù)據(jù)存儲十分重要。

    研究人員表示，他們未來的目標是盡快創(chuàng)建可擴展的、可靠的生物位，實現(xiàn)1字節(jié)的可編程基因數(shù)據(jù)的存儲，隨后再逐步挖掘基因數(shù)據(jù)存儲更廣泛的應(yīng)用范圍。