这种GIF存储在细菌的DNA中

DNA是一种非常有前途的存储数据的媒介。考虑到细胞核可以保持与人类一样复杂的生物体的指令。到目前为止，已经在试管中进行了将非遗传数据存储在DNA中的努力，但现在科学家已经将GIF编码到活细菌的基因组中。

来自哈佛大学的科学家使用CRISPR基因组编辑工具存储手的图片和运行马的动画，改编自Eadweard Muybridge在大肠杆菌细菌基因组中的1878年摄影研究人类和动物运动。

更重要的是，他们能够通过对细菌基因组进行测序，以90%的准确度完美地检索手的图像和GIF。他们的研究结果发表在周三的“自然”杂志上。

由于DNA具有令人难以置信的紧凑性和长保质期，因此在DNA中存储非常规数据的努力已持续多年。妥善存储，可以保持数据完整至少10万年。就在几个月前，微软表示计划在本世纪末将DNA存储系统纳入其中一个数据中心。

然而，通常，这是通过将编码书籍，图像或录音的比特翻译成DNA序列然后人工合成它们来完成的。通过使用CRISPR，由着名遗传学家乔治·丘奇领导的哈佛团队能够劫持大肠杆菌的基因组来存储信息。

CRISPR系统实际上是一种天然防御机制，细菌通过记录攻击者DNA在细菌基因组中的片段来发挥对入侵病毒的免疫力。然后，这些片段用于指导Cas9酶在下次病毒攻击时发现并破坏侵入性DNA。

CRISPR / Cas9系统已被科学家重新设计，通过重新设计来编辑基因组，从而在特定位置切割DNA序列。然后，这允许他们移除现有基因或添加新基因。

然而，在这项新的研究中，研究人员重新设计了一些鲜为人知的Cas1和Cas2蛋白，这些蛋白负责将病毒DNA插入细菌的基因组中。“我们发现，如果我们提供的序列看起来就像系统通常从病毒中获取的那样，那就需要我们给予的东西，”哈佛大学研究合作者，神经科学研究员Seth Shipman告诉The Verge。

重要的是，Cas1和Cas2按照它们到达的顺序插入新的DNA片段，这使研究人员能够对动画进行编码。这些数据实际上是在600,000个单元格中编码的，以帮助提高准确性，因为这个过程并不精确，但现代的测序工具意味着它可以非常快速地检索数据。

存储在单元中的数据量远小于合成路径所获得的数据量。去年，微软和华盛顿大学的研究人员在比铅笔尖小的DNA涂片中存储了200兆字节的数据。

这意味着该方法不太可能取代合成的DNA用于那种引起IT公司兴趣的长期数据存储。但是，将数据直接记录到细胞基因组中的能力确实开辟了许多新的潜在应用。

研究人员最感兴趣的是将细胞转变为记录设备的前景，这些记录设备可以跟踪其内部工作和环境随时间的变化。他们认为这可以帮助我们理解控制神经元如何随时间转变为特化细胞或帮助追踪哪些神经元相互交谈的发育过程。

教会告诉纽约时报，未来还有可能有效地为人体内的细胞创造“黑匣子”。可以制造细菌来记录细胞随时间的活动，当有人生病时，医生可以提取细菌并对其DNA进行测序以进行回放。

也有可能想象这种方法对于合成生物学家来说是一种有用的新工具，他们已经使用基因电路在细胞内构建微型计算机，通过提供一种记忆形式来执行逻辑功能。