这是一段画质感人的小动画,它总共只有5帧,每一帧都是36 × 26的超粗糙黑白像素…… 但它又十分特别:科学家们成功地将这段小动画以DNA编码的形式,存入了一群活的大肠杆菌当中,然后又用高通量测序的方法重新读取数据,还原出了图像。7月12日,哈佛医学院的研究者们在《自然》上发表了这项研究成果。
这里所使用的图像,是电影史上一个经典的开端:埃德沃德·迈布里奇所拍摄的奔跑的马。 核心技术CRISPR的解释: CRISPR/Cas系统可以看成是细菌的一种免疫机制,会把外来入侵的DNA片段放进细菌基因组的特定位置“存储”下来,这样就能对相应的病毒产生“记忆”。细菌用它来抵抗病毒感染。 当病毒再入侵时,通过“记忆”的片段,atv,细菌可以产生对应的RNA,以此引导核酸酶去剪切入侵的病毒基因。这个酶就叫Cas。 生物学家们可以用这套系统做很多事情。它为研究者提供了一把有针对性的“基因剪刀”,可以在需要的地方“裁剪”DNA分子。而在这个研究里,利用的则是把外来DNA存储“记忆”的部分,这样就把编码好的信息带进了大肠杆菌的基因组。
研究者们把每一帧图像分解成一个个黑白像素点,然后用DNA编码每个像素点的灰度参数以及它们所处的位置。然后,研究者再用基因编辑技术CRISPR将每一帧的信息依次按顺序插入了细菌们的基因组。存入的信息大约共有2.6kB。
他们分别试验了静态的和动态的黑白像素图,结果,从细菌当中还原出的画面可以达到90%的准确程度。 下面是静态图像的还原效果,一只像素化的人手:
左边是原始图像,开奖,右边是经过N代生长之后从细菌中还原出的图像 所以,人们可以开始往细菌里存小电影了吗?其实并不能。毫无疑问,目前这项技术仍有很大的局限性,比如说按顺序逐帧“写入”的速度相当慢,前后一共花了5天。另外每一个像素点的信息其实都是单独一段序列,能拼出整幅图得靠一大堆细菌数据的集合才行。 最后还是回到一个每次都会提起的问题:这东西到底有什么用?其实和之前提到的彩色感光细菌类似,研究者这样做的目的,主要还是完善技术,以及测试生物技术应用的种种可能性。现在并不能说在DNA和活细胞基因组中存储信息真的会成为一种实用的方法。 另外看微博评论有人讲到就说一下,这种方法只是把编码好的信息存进了活细胞,并不代表生物自己能“读取”其中的信息,读取还是只能通过测序进行。所以,是不可能用它来移植记忆的,别想了,没有这种操作,该背啥好好背…… 原论文:doi:10.1038/nature23017 你看那个人,他好像一个大硬盘哦 (责任编辑:本港台直播) |