技术的未来不仅仅包括提高原始处理能力，还包括数据存储能力的提升。我们生活在数据大爆炸的时代，每天都会有大量的数据产生，数据存储已经成为一个严重的问题。正如处理器多年来以新的、令人兴奋的方式发展一样，数据存储领域也取得了很大进展，但目前的存储方法不仅效率低下，可行限度较低，而且在物理空间和能源消耗方面的要求也非常苛刻。从目前情况来看，存储数据的载体并不会持续减小，很多人为海量数据的存储感到担忧。

值得庆幸的是，科学家们已经想出了一个解决方案：将数据存储在 DNA 中，以此解决困扰人类多年的上述问题。最新一期Nature Biotechnology发表了一篇重磅文章，由华盛顿大学（University of Washington）和微软研究院（Microsoft Research）的科学家合作，将DNA存储数据的容量提升到人类前所未有的新水平，为解决人类巨量大数据困扰提供了新思路。

研究人员开发的新存储方法可以使用细菌在一克 DNA 中存储多达 1ZB 的数据。

什么是ZB？

ZB，Zettabyte，十万亿亿字节，泽字节。根据美国这方面的权威IDC以及EMC公司的调查，2017年，全世界的数据总量是16ZB，而到了2020年，全世界的数据总量将达到44ZB。而全球最大的云存储公司：亚马逊Amazon的数据存储中心的硬盘数量也只够存储到EB（Exabyte，百亿亿字节，艾字节）级别的数据，而1ZB=1024EB，44ZB就等于45056EB，按照这个数据量，到2020年，全球的数据量需要现在的四万五千个亚马逊公司！也就是说仅仅需要一公斤的DNA就可以存储下全世界的数据！

多种存储介质比较，存储全世界的数据仅需要1公斤DNA，就像一袋子洗衣粉大小（图片来自Nature）

如何利用DNA来存储数据呢？

WIT 电信软件和系统集团研究部主任 Sasitharan Balasubramaniam 博士表示，我们研究的 DNA 就像细胞本身的软件，保存着细胞功能的各种代码，因此，我们可以将DNA看作我们自身数据的存储介质。在这种情况下，我们所做的就是将信息转换为数字数据，将其转换成核苷酸，然后用DNA来存储信息。 

其中一种DNA编码存储的原理示意图，首先把英文字母转变成对应的0和1，然后把0和1转变成碱基A、T、C、G，具体而言，0可以用碱基a或者碱基c表示，而1可以用碱基G或者碱基T表示；编码的时候合成序列，解码的时候测序解读（图片来自Science）

该技术使用被称为质粒的双重应变 DNA 分子编码存储在大肠杆菌 Novablue 菌株中的数据。Novablue 菌株具有固定位置，使其可用于数据储存，并且可以通过释放大肠杆菌中的移动 HB101 菌株来转移数据，该菌株可通过接合过程提取数据。

虽然目前设计的方法非常昂贵，但随着时间的推移，成本应该会降低，此外，该方法的速度也很慢。目前数据检索需要三天时间，但研究人员认为该过程应该可以大大加快。

我们正在谈论的数据传输，就是让细胞为我们从 A 点带 DNA到 B 点，这关系到它们的游动速度。WIT 分子生物学讲师 Lee Coffey 博士表示，就不同细菌和细胞之间 DNA 的转移而言，这种反应每秒可发生在数以百万计的细胞中。但是如果我们将其降低到微流控的范围，那么该数据转移的发生级别为毫秒数，研究前景非常管扩，此外，该研究还应关注稳定性和安全性问题。