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美媒:“5D记忆晶体”可永久保存人类基因组

参考消息网10月1日报道 据美国趣味科学网站9月25日报道,科学家首次将人类遗传蓝图的副本存储在一种近乎坚不可摧的“5D记忆晶体”中,这种新的数据存储格式可以将宝贵信息安全保存数十亿年,甚至可能保存到时间的尽头。

研究人员认为,这种DNA时间胶囊可以在人类灭绝很久之后用来复活我们这个物种。但并非所有人都赞同这个观点。

这种硬币大小的晶体由英国南安普敦大学的研究人员开发,它由一种模拟了熔融石英特性的合成材料制成。熔融石英是一种由几乎纯二氧化硅制成的玻璃,是迄今发现的热稳定性和化学稳定性最强的材料之一。该团队于2014年首次开发出这种晶体,根据吉尼斯世界纪录,它迄今仍是地球上“最耐用的数据存储材料”。

目前使用的大多数数据存储格式都会随着时间推移而退化。但研究人员预测,这种晶体在室温下可以保持稳定的时间比大多数理论预测的宇宙寿命还要长。即使在190摄氏度的高温下,这种材料也能保持完好无损长达138亿年,这与宇宙现在的年龄大致相同。无论如何,这种晶体的寿命都可能超过地球。据预测,地球将在大约50亿年后被太阳摧毁。

这种晶体可耐受1000摄氏度左右或远低于冰点的温度。研究人员在一份声明中写道,它们还能承受每平方厘米高达10吨的力(大约相当于两头非洲大象的重量),并能长时间暴露在宇宙辐射中,这意味着它们可以在漫长的太空旅行中保存下来。

研究人员写道,为了在该晶体中存储信息,他们使用激光将数据转录到数百万个20纳米宽的节点上,这些节点堆叠在五维矩阵中,该矩阵包含“两个光学维度和三个空间坐标”。

研究人员于2016年首次实现了这一目标,当时他们将《大宪章》和《圣经》等著名文本的副本转录到了晶体上。这种晶体最大的可以存储多达360TB的数据。

在这种情况下,研究小组用代表DNA核苷酸或碱基的四个字母(腺嘌呤[A]、鸟嘌呤[G]、胞嘧啶[C]和胸腺嘧啶[T])拼出了整个人类基因组。美国国家人类基因组研究所称,整个基因组约有30亿个字母。

研究人员写道,这块晶体将被放置在德国哈尔施塔特废弃盐矿深处的“人类记忆”收藏馆中,“它可以提供一个蓝图,用于在数千年、数百万年甚至数十亿年后将灭绝的人类复活”。

目前,仅凭一个基因组还不可能让一个物种复活。但研究小组相信,未来的先进文明,要么是从人类进化而来,要么来自外星世界,可能拥有实现这一目标所需的知识和技术。

晶体中还包括核苷酸结构、DNA双螺旋形状以及碳、氧和氮等生命关键元素原子结构的小型可视化图表。研究人员希望,在我们离世后,这些视觉线索将向发现这块晶体的人揭示它的用途。

不过,其他研究人员并不相信,未来的文明能通过这块晶体复活人类。伦敦帝国理工学院的研究员和DNA存储专家托马斯·海尼斯表示,找到这块芯片的人不可能本能地知道它的用途,也不可能读懂它。他说:“我几乎无法连接我10年前的iPod来听当年听过的音乐。”

不过,这些基因记忆芯片可能还有其他用途。

团队首席研究员、南安普敦大学光电子学教授彼得·卡赞斯基在声明中说,这项技术还“为其他研究人员建立永久的基因组信息库提供了可能性,如果未来科学允许的话,可以从这个信息库中复原植物和动物等复杂的生物体”。

研究人员说,这有助于保存因气候变化和其他人类活动而濒临灭绝物种的DNA。(编译/刘白云)

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