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博主胡德良:邢台学院外语系英语教授,中国译协专家会员,河北省译协常务理事,邢台市译协副会长。爱好翻译,内容涉及宇宙探秘、医疗卫生、家庭保健、生命科学、能源科学、地球科学、环境科学、散文小说和纪实文学等领域。所译文章曾见于《光明日报》《科技日报》《健康时报》《健康报》《英语世界》《英语知识》《科技英语学习》《科学之友》《科学与文化》《世界科学》《生命世界》等全国各大报刊。博客特色:英汉对照、图文并茂,融趣味性、科学性、知识性为一体。

DNA存储已成现实!(图)  

2013-07-16 09:40:01|  分类: 尖端科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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DNA存储已成现实!(图) - 月亮飞船 - 欢迎光临月亮飞船的博客 

欧洲分子生物学实验室生物信息研究所的尼克·高曼正在看着合成DNA

Researchers make DNA storage a reality

 胡德良  译

Researchers at the EMBL-European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) have created a way to store data in the form of DNA – a material that lasts for tens of thousands of years. The new method, published today in the journal Nature, makes it possible to store at least 100 million hours of high-definition video in about a cup of DNA.  欧洲分子生物学实验室生物信息研究所(EMBL-EBI)的研究人员开创了一个新途径,可以将数据资料存储在DNA里,而DNA是一种可以存放数万年的材料。今天,研究人员将有关这种新存储法的论文发表在《自然》杂志上。利用该存储法,有可能将至少1亿小时的高清录像存储在大约一茶杯DNA中。
 There is a lot of digital information in the world – about three zettabytes' worth (that's 3000 billion billion bytes) – and the constant influx of new digital content poses a real challenge for archivists. Hard disks are expensive and require a constant supply of electricity, while even the best 'no-power' archiving materials such as magnetic tape degrade within a decade. This is a growing problem in the life sciences, where massive volumes of data – including DNA sequences – make up the fabric of the scientific record.  世界上拥有许多数字信息——大约为3皆字节(30万亿亿字节),而且新的数字内容不断地大量涌入,这给档案工作者带来了真正的挑战。硬盘不但昂贵,而且需要不断地供电;甚至质量最好的“非耗电”归档材料(如:磁带),在十年之内质量就会有所下降。这在生命科学领域是一个越来越突出的问题,该领域有大量包括DNA测序在内的数据资料,构成了科学记录的基础。
 "We already know that DNA is a robust way to store information because we can extract it from bones of woolly mammoths, which date back tens of thousands of years, and make sense of it," explains Nick Goldman of EMBL-EBI. "It's also incredibly small, dense and does not need any power for storage, so shipping and keeping it is easy."  “我们已经了解到,DNA是存储信息的可靠途径,因为我们可以从猛犸象的骨头里提取DNA,而猛犸象可以追溯到几万年之前,因此我们了解到这个途径,”欧洲分子生物学实验室生物信息研究所的尼克·高曼解释说,“DNA极小,但密度高,储存时不需要电力,因而运输起来、保存起来都很容易。”
 Reading DNA is fairly straightforward, but writing it has until now been a major hurdle to making DNA storage a reality. There are two challenges: first, using current methods it is only possible to manufacture DNA in short strings. Secondly, both writing and reading DNA are prone to errors, particularly when the same DNA letter is repeated. Nick Goldman and co-author Ewan Birney, Associate Director of EMBL-EBI, set out to create a code that overcomes both problems.  读取DNA相当简单,但是到目前为止,编写DNA一直是把DNA存储变为现实的主要障碍。主要存在两种挑战:首先,利用目前的方法只是有可能制造出短链DNA;其次,不管是编写DNA还是读取DNA都很容易出错,特别是当同一个DNA字符出现重复时,尤其容易出错。高曼及论文的合作者、EMBL-EBI副所长尤恩·伯尼着手创造一种可以解决上述两个问题的编码。
 "We knew we needed to make a code using only short strings of DNA, and to do it in such a way that creating a run of the same letter would be impossible. So we figured, let's break up the code into lots of overlapping fragments going in both directions, with indexing information showing where each fragment belongs in the overall code, and make a coding scheme that doesn't allow repeats. That way, you would have to have the same error on four different fragments for it to fail – and that would be very rare," says Ewan Birney.  “我们知道,我们需要单独地利用短链DNA来进行编码,而且需要采取一种方法,使我们在编码时不可能出现一连串的同一字符。因此我们估计,把编码拆分为许多前后互相搭接的片段,利用索引信息来显示每个片段在全部编码中所属的位置,制定一个不允许重复的编码方案。这样,必须在四个不同的片段中犯同样的错误,编码才会失败——这样的情况极为罕见,”尤恩·伯尼说道。
 The new method requires synthesising DNA from the encoded information: enter Agilent Technologies, Inc, a California-based company that volunteered its services. Ewan Birney and Nick Goldman sent them encoded versions of: an .mp3 of Martin Luther King's speech, "I Have a Dream"; a .jpg photo of EMBL-EBI; a .pdf of Watson and Crick's seminal paper, "Molecular structure of nucleic acids"; a .txt file of all of Shakespeare's sonnets; and a file that describes the encoding.  这个新方法需要通过编码信息来合成DNA。安捷伦科技公司是位于加州的一家公司,自愿为此项研究提供服务。登录到安捷伦科技公司的网站,尤恩·伯尼和尼克·高曼给该公司发送了以下资料的编码版本:一个.mp3格式的马丁·路德·金的演讲——《我有一个梦想》;一张.jpg格式的EMBL-EBI照片;一篇.pdf格式的沃森和克里克合作的重要论文——《核酸的分子结构》;一份包括所有莎士比亚十四行诗的.txt格式文件;还有一份叙述本研究中编码情况的文件。
 "We downloaded the files from the Web and used them to synthesise hundreds of thousands of pieces of DNA – the result looks like a tiny piece of dust," explains Emily Leproust of Agilent. Agilent mailed the sample to EMBL-EBI, where the researchers were able to sequence the DNA and decode the files without errors.  “我们从互联网上下载了这些文件,并利用这些文件来合成了数十万段DNA,合成的结果看起来就像一小块尘土,”安捷伦科技公司的埃米莉·勒普劳斯特解释说。安捷伦科技公司将这个合成样本邮寄给EMBL-EBIEMBL-EBI的研究人员能够不出差错地为合成DNA测序、为文件解码。
 "We've created a code that's error tolerant using a molecular form we know will last in the right conditions for 10 000 years, or possibly longer," says Nick Goldman. "As long as someone knows what the code is, you will be able to read it back if you have a machine that can read DNA."  “我们利用分子形式创造了一种容错编码,据我们所知,这种分子形式将会在一万年甚至更长的时间里保持良好的状态,”尼克·高曼说道,“只要有人知道这种编码是什么,利用一台可以读取DNA的机器就能够获取编码所代表的文件。”
 Although there are many practical aspects to solve, the inherent density and longevity of DNA makes it an attractive storage medium. The next step for the researchers is to perfect the coding scheme and explore practical aspects, paving the way for a commercially viable DNA storage model.  尽管还有许多实际的问题需要解决,但是DNA固有的高密度性和耐久性使之成为引人瞩目的存储媒介。研究人员下一步将要完善这种编码方案,探索DNA存储有哪些实用的方面,为制造商业上可行的DNA存储模型打基础。

   译自:http://phys.org/news/2013-01-dna-storage-reality.html

原著:不详

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