神奇的高科技！科学家用CRISPR玩转“小电影”

（来源：中国生物技术网）

图像来源于《人类与动物的运动》。左图是母马“Anna G.”在奔驰，右图是细菌经数次生长后，科学家利用测序细菌DNA重构的图像。你能看出不同吗？

DNA因其包含了指导生物体生长、发育、生存和繁殖的信息，常常被称为生命的蓝图。几乎身体中的每个细胞都含有DNA，其中包含的信息决定了我们是什么样的人，从长什么样子，到用哪只手写字。此外，信息的存储方式非常紧凑整齐，如果有一个茶匙大小的DNA硬盘的话，可以将全世界所有的数据存进去。当然，说起来容易做起来难，但是科学家们正在为此努力中。

现在，DNA存储领域中的一个新技术成就诞生了！7月13日，来自哈佛大学的Seth Shipman、 George Church等科学家首次证明，可以使用CRISPR技术编码细菌DNA中的信息。该研究已在线发表在《Nature》上（点击左下角阅读原文）。在成果展示中，研究人员们将一些图像和一个来自Eadweard Muybridge《人类与动物的运动》中的短电影编码存入大肠杆菌的DNA中。

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左侧：编码到细菌DNA中的人手图像。右侧：在对细菌DNA进行测序之后重新获得的图像文件。

今年早些时候，一个美国研究团队展示了一种方法，能够将215PB的数据（超过谷歌和Facebook服务器上数据量的2倍）编码到1克DNA中，这比过去的存储能力强100倍。纽约基因组中心(NYGC)的科学家将一个完整的计算机操作系统、一部1895年的法国电影、一张50美元的亚马逊礼品卡、一个计算机病毒、先驱者镀金铝板、信息学家香农于1948年的一项研究编码到DNA中，并完整地恢复出了这些信息。

此次将媒体文件编码到DNA中意义重大，因为这是CRISPR技术首次被用于向DNA中写入数据。哈佛大学Seth Shipman教授领导的研究团队对一些分辨率很低的图像和一个短GIF图像（共5帧）进行了编码，像素为36×26。DNA的基本构造块，即核甘酸，作为每个单独像素的编码。这些基因序列被植入到活体细菌中。正如《Nature》所报道的，在这些基因序列被植入后，研究人员对大肠杆菌的基因组进行测序，并通过像素核苷酸编码重建了图像，准确率达到90%。

图像来源：论文

很明显，这种方法并不能在短时间被用于存储有用的数据，但它可以作为一种有力的研究工具，开创了科学新领域。Shipman说，他想用这种方法制造出“活体传感器”，用于记录细菌和细菌环境中发生的事情。如果科学家们能够在神经元的一生中记录所有的分子事件，那么神经科学家将取得巨大的进展。

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