DNA是一種生物聚合物,它們通過編碼保存大量遺傳信息。受此啟發(fā),法國國家科學(xué)研究院(CNRS)查爾斯·薩德倫研究所和艾克斯—馬賽大學(xué)的科學(xué)家首次成功地把二進(jìn)制編碼記錄在一種人造聚合物上,還能通過測序讀出其中的編碼信息。相關(guān)論文在線發(fā)表于《自然·通訊》雜志上。
人類DNA有34億個(gè)堿基對,能在微小空間里匯編海量信息,所有存儲信息都通過4個(gè)含氮堿基A、T、G和C來表達(dá)。在以往研究中,科學(xué)家能通過檢測它們的順序,再造出一種二進(jìn)制代碼。但生物DNA技術(shù)有其局限性,因此科學(xué)家們尋求開發(fā)更廉價(jià)、更堅(jiān)韌,且能存儲二進(jìn)制信息的人造聚合物。
在本研究中,研究小組沒有用DNA的4種含氮堿基,而是用了3種單體。其中兩種代表二進(jìn)制代碼0和1,在合成過程中能互換使用;第三種單體硝基氧作為間隔,插在這兩個(gè)代碼之間,以利于代碼的測序讀寫。
這種方法能在聚合物鏈中造出任何序列的密碼。一條短的二進(jìn)制信息可以手工合成,由一個(gè)個(gè)單體排列成越來越長的鏈,這大約要花一整天時(shí)間,但自動(dòng)化以后會更快。通過給聚合物測序還可以解碼,就像給DNA測序解碼那樣。一臺串聯(lián)質(zhì)譜儀能在5分鐘內(nèi)破譯其中信息,而今后這一時(shí)間也會縮短。
雖然系統(tǒng)地測序會破壞聚合物,而且在60℃環(huán)境下或用激光照射可能損毀其中的數(shù)字信息導(dǎo)致無法讀取,但研究人員證明,單體分子在室溫下穩(wěn)定性很強(qiáng),聚合物能保存幾個(gè)月甚至幾年。他們希望這種數(shù)字編碼聚合物能把幾千甚至幾兆字節(jié)的信息存儲3到5年。
CNRS擁有這項(xiàng)技術(shù)的專利,有望在短期內(nèi)開發(fā)出分子條形碼。這種條形碼極難偽造,對那些高附加值產(chǎn)品,如奢侈品、醫(yī)藥等來說非常理想,而再想造假冒產(chǎn)品將變得非常困難。
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