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),法國國家科學研究院(CNRS)查爾斯·薩德倫研究所和艾克斯—馬賽大學的科學家首次成功地把二進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。相關論文在線發(fā)表于《自然·通訊》雜志上。
人類DNA有34億個堿基對,能在微小空間里匯編海量信息,所有存儲信息都通過4個含氮堿基A、T、G和C來表達。在以往研究中,科學家能通過檢測它們的順序,再造出一種二進制代碼。但生物DNA技術有其局限性,因此科學家們尋求開發(fā)更廉價、更堅韌,且能存儲二進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。一條短的二進制信息可以手工合成,由一個個單體排列成越來越長的鏈,這大約要花一整天時間,但自動化以后會更快。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)質譜儀能在5分鐘內破譯其中信息,而今后這一時間也會縮短。
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,聚合物能保存幾個月甚至幾年。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擁有這項技術的專利,有望在短期內開發(fā)出分子條形碼。這種條形碼極難偽造,對那些高附加值產品,如奢侈品、醫(yī)藥等來說非常理想,而再想造假冒產品將變得非常困難。
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