从活体生物的DNA中读取视频信息?这不是科幻,而是正在进行的研究。
左图显示的是一帧帧母马AnnaG奔驰的画面,右图是细菌经数次生长后,研究者利用测序细菌DNA重构的图像
来自哈佛大学的Seth L. Shipman、 George M. Church等科学家利用CRISPR系统将多张图片和一个短GIF编码进了大肠杆菌(Escherichia coli),该GIF显示了来自《人类和动物的运动》中名为Annie G的马奔跑的5帧影像,大小为36x26像素。他们使用DNA的基本组成核苷酸生成代码,一个代码关联一张图片的单个像素。至于GIF,他们将序列逐帧传至活细菌,并按传输顺序将它们插入细菌基因组中。一旦被插入大肠杆菌的基因组中之后,这些数据可以再通过测序DNA重新提取出来,通过读取像素核苷酸代码,可以将图片重构出来,准确度达90%左右。这项研究成果以“CRISPR–Cas encoding of a digital movie into the genomes of a population of living bacteria”(《利用CRISPR Cas系统把一部数字电影存入一群活细菌的基因组中》)为题,在线发表在国际学术期刊Nature(《自然》)上。
本研究不仅表明CRISPR系统有望使在活细胞中存储一定数量数据成为可能,而且揭示了有关CRISPR系统功能的新认知。例如,作者确定了哪些序列最适合将数据传输至基因组,而这也有望指导CRISPR系统的其它应用。