哈佛大學(xué)的科學(xué)家們利用CRISPR基因編輯工具，已研發(fā)出一種能*將數(shù)據(jù)儲存在活體細胞中的技術(shù)。更令人難以置信的是，被刻在這些微生物中的信息能夠傳遞給微生物的下一代。

CRISPR/Cas9是一種神奇的工具。這種幾年前才出現(xiàn)的、廉價且容易使用的分子編輯系統(tǒng)有著多方面用途，包括基因工程、RNA編輯、疾病建模和對抗HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒?，F(xiàn)在，它還能夠?qū)⒉黄鹧鄣奈⑸镒兂擅逼鋵嵉挠脖P。

其實科學(xué)家們之前就曾這樣做過，不過當(dāng)時他們從頭到尾采用的均是*人工的方法。在先前的實驗中，科學(xué)家們將信息編碼到一段DNA序列中，進行DNA合成，所有的信息依舊被保留在活體生物的范圍之外。在新的研究中。遺傳學(xué)家Seth Shipman和Jeff Nivala帶領(lǐng)著哈佛研究團隊，以一種*不同的方式進行DNA數(shù)據(jù)儲存。  齊一生物

Nivala表示：“我們直接將信息寫入了基因組，相比*合成的DNA數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)容量，我們目前能夠儲存的總體DNA數(shù)據(jù)較小，不過我們認為以基因組為基礎(chǔ)的信息儲存方式由許多潛在的優(yōu)勢。”在他看來，這些優(yōu)勢包括更高的保真度和直接與生物配合的能力。比如，科學(xué)家們可以教會一個細菌識別、提供信息乃至殺死它內(nèi)部的其它微生物，或者提供一份基因表達記錄。  

Nivala說：“我們大約能儲存30-100字節(jié)的信息，相比先前大約11字節(jié)的容量而言，這一儲存容量已經(jīng)很高。”

為了做到這一點，研究人員們以CRISPR的形式利用了細菌的內(nèi)置免疫系統(tǒng)，直接將數(shù)據(jù)寫入細菌細胞的基因組中。這使得被修飾的細菌能夠?qū)⑦@一定制信息傳遞給它的下一代，使得這種形式的生物數(shù)據(jù)儲存嫉妒有效且強大。  

Shipman和Nivala借用了細菌的內(nèi)置免疫系統(tǒng)來實現(xiàn)這一點。每當(dāng)病毒攻擊細菌的時候，CRISPR就會勤奮地在DNA中記錄這一事件，后來該細菌再次受到病毒攻擊的時候，它就能查找到這一事件。而它做到這一點的方式則是直接儲存濾過性毒菌的DNA，這被稱作基因間隔區(qū)。研究人員們在實驗中想要知道這些間隔區(qū)是否會被添加到特定序列中，并生成時間線。  

他們發(fā)現(xiàn)這種間隔區(qū)的時間順序能夠形成分子記錄設(shè)備的基礎(chǔ)。在實驗中，較松的DNA片段被注射到具備CRISPR/cas9的大腸桿菌中。其中某些DNA片段并非隨意挑選，這些含有特定數(shù)據(jù)串的片段(即A\T\C\G特定字母序列組合)是科學(xué)家們精心挑選的結(jié)果。這些片段被引入到細菌中之后，該細菌就會以一種連貫的線性方式有條不紊地將它們整合起來，以反映它們被引入的順序。  

科學(xué)家們僅增加了幾個間隔區(qū)來演示他們的理論，在其它間隔區(qū)可用的情況下，潛在的可能組合非常驚人。  

Nivala說：“這些實驗為研發(fā)能用來監(jiān)控長時間內(nèi)分子事件的記錄系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。比如，zui終它能夠幫助我們了解某個細胞從健康走向疾病狀態(tài)期間，其基因條件出現(xiàn)了何種問題等?；蛘咚部梢员挥脕碛涗浖毎獠凯h(huán)境信息，比如特定化學(xué)物質(zhì)、毒素和病原體的存在。”  

該團隊將進一步提升這一系統(tǒng)，以便讓數(shù)據(jù)完夠儲存在單個細胞中，而不是必須借助成堆的細胞對信息進行編碼和解碼。