提起大腸桿菌,你想到的可能是一種讓你的胃翻江倒海的東西,哪怕只聽到這個詞語,或許都會條件反射地令你的喉嚨一陣痙攣。不過在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,由于大腸桿菌的基因組易于編輯,科學(xué)家們常常用它進(jìn)行科學(xué)實驗和研究,開發(fā)出胰島素、抗生素、抗癌藥物、生物燃料、合成橡膠等益于人類健康和生活的產(chǎn)品。不過現(xiàn)在,哈佛大學(xué)的一個研究團(tuán)隊讓大腸桿菌跨界發(fā)展,把它變成了存儲設(shè)備,或許未來你的自拍再也不需要放在不安全的電腦硬盤里,因為不良修理工的不道德行為而泄漏出去了。你可以把它存儲在自己的身體里,誰也偷不走,當(dāng)然上完衛(wèi)生間你得趕緊把它徹底沖走。
在《自然》雜志上發(fā)表的一項新研究中,哈佛大學(xué)的研究人員利用大腸桿菌的CRISPR/Cas系統(tǒng),成功地把一匹奔馬的GIF動態(tài)小電影存儲到了活的大腸桿菌里,使大腸桿菌變成了人類文化的基因載體,并且這種存儲可永久保存下去——大腸桿菌可以把它遺傳給自己的后代。
CRISPR/Cas系統(tǒng)是存在于大多數(shù)細(xì)菌與所有古菌中的一種后天免疫系統(tǒng),可以消滅外來質(zhì)體或噬菌體,并在自身基因組中留下外來基因片段作為“記憶”,這就允許科學(xué)家們將活的大腸桿菌作為數(shù)據(jù)存儲的生物硬盤。在實驗中,研究人員將與CRISPR相關(guān)的蛋白質(zhì)(在本例中,是被稱為Cas1和Cas2的蛋白質(zhì))作為類似于電腦中剪切工具的DNA版本,通過選出特定的DNA片段,將gif動態(tài)圖的每一幀按時間順序編碼,粘貼到活著的大腸桿菌基因組中,并且能夠提取出來,重新組合成gif圖像,準(zhǔn)確率達(dá)到了90%。
這項技術(shù)無疑是革命性和具有劃時代意義的,甚至超越了CRISPR在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力。一些科學(xué)家估計人類大腦的記憶容量大約是215PB,大致相當(dāng)于谷歌和Facebook全部數(shù)據(jù)量總和的兩倍,如果用大腸桿菌的基因組來存儲,它們可以成功地塞入1克的DNA里。值得注意的是,大腸桿菌自己顯然并不會關(guān)心這些數(shù)據(jù),它們會繼續(xù)繁衍下去,通過遺傳物質(zhì)把它傳給后代。
未來我們或許真的可以利用DNA來存儲數(shù)據(jù),把家庭相冊放進(jìn)自己的身體里,通過基因代代遺傳。千百年后的未來人類,或許可以從遠(yuǎn)古祖先留下的時光膠囊——大腸桿菌里,尋根溯源,緬懷祖輩的光輝業(yè)績,洞察現(xiàn)代文明的社會經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展歷史。
參考資料:http://t.cn/RKCWnkv