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科技

5D記憶晶片保存完整人類基因組 科學家開創數據保存新紀元

明日科學

更新於 12小時前 • 發布於 12小時前 • 高 詩豪

南安普頓大學的科學家團隊成功將整個人類基因組儲存在「永存」的5D記憶晶片中,這種新型儲存技術具備驚人的耐久性和容量,甚至可以保存數十億年。相比於傳統儲存技術,5D記憶晶片具有抗高溫、抗衝擊、耐宇宙輻射等特性,因此數據的長期保存變得可能。

5D記憶晶片的材質與石英玻璃相似,是地球上最耐化學和耐熱的材料之一,能夠承受高達1000°C的溫度,並且能抵抗每平方厘米10噸的直接衝擊力。這種儲存技術使用超快雷射在矽基晶體中刻畫出納米結構,將數據寫入到五個維度中:兩個光學維度與三個空間座標,這也就是為什麼稱之為「5D」記憶晶片。

研究團隊在這項技術上有重大突破,已經成功將完整的人類基因組存入5D晶片。這意味著未來,即便面對長期的時間流逝,這些基因數據仍能被保存下來。雖然目前還無法僅憑基因數據合成人類或動植物,但合成生物學在近年取得了重大進展,科學家們已經能夠將簡單生物的基因合成,並通過實驗室中的現有細胞創造出可存活的生物。

能存在五個維度:兩個光學維度與三個空間座標

奧地利哈爾施塔特的人類記憶檔案館。圖片來源:南安普頓大學。
奧地利哈爾施塔特的人類記憶檔案館。圖片來源:南安普頓大學。

南安普頓大學的彼得‧卡贊斯基教授表示,這種記憶晶片有望成為未來恢復滅絕生物或保存物種的關鍵。他認為,隨著科技的進步,將來或許可以利用這些基因數據重建出複雜的生物體,如植物和動物。

為了測試這項概念,研究人員將完整的人類基因組保存於一個5D記憶晶片中,並將其儲存在奧地利哈爾施塔特的「人類記憶」檔案中,這是一個位於鹽洞中的特殊時間膠囊。每個基因組的字母經過了150次的序列測試,以確保其準確性。

為了讓未來的智能生命能夠解讀這些數據,晶片上刻有一個視覺鑰匙,包含了DNA的四個基本成分(腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤和胸腺嘧啶)及其分子結構,以及基因如何組成染色體,染色體如何植入細胞等資訊。

卡贊斯基教授指出,這些晶片的耐久性超過了太空探測器,如NASA發射的先驅號飛船,甚至可能在未來的漫長時間中,繼續保存人類基因組的數據,供未來的智慧體解讀與使用。這項技術無疑將在生物保存和數據存儲領域開創新的里程碑。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com

首圖來源:University of Southampton. cc By4.0

圖片來源:University of Southampton. cc By4.0

參考出處:

Researchers Store Entire Human Genome on ‘Everlasting’ 5D Memory Crystal

延伸閱讀:
新研究重建兩種致命瘧疾寄生蟲的「古老基因組」,揭示其起源與傳播

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