據最新一期《自然·化學生物學》雜志報道，美國研究人員通過CRISPR技術，將數字電子信號直接轉換為存儲在活細胞基因組中的遺傳數據，這或是邁向開發用于長期數據存儲新介質的關鍵一步。
美國哥倫比亞大學研究團隊使用CRISPR基因編輯技術，將編碼二進位數據（電腦用來存儲數據的1和0）的特定DNA序列插入細菌細胞。通過將這些DNA序列的不同排列分配給不同英文字母，研究人員將文本消息“hello world！”成功編碼進了大腸桿菌細胞內的DNA中。研究團隊隨後通過提取和測序細菌DNA解碼了該消息。
該項工作建立在研究團隊先前為大腸桿菌設計的基于CRISPR的細胞記錄儀的基礎上，該記錄儀檢測細胞內某些DNA序列的存在並將該信號記錄到生物體的基因組中。該係統包括一個基于DNA的“傳感模組”，該模組響應特定的生物信號而産生高水準的“觸發序列”。這些序列被並入記錄儀的“DNA錄音帶”中以記錄信號。
研究團隊在新研究中對傳感模組進行了改裝，使其可以與另一個對電信號作出反應的生物感測器配合使用。然後將大量細菌放入由一係列小單元組成的設備中，並暴露于電信號下。
當施加電壓時，觸發序列的水準升高，並記錄在DNA條形記錄帶中。將具有高比例觸發序列的延伸片段表示為二進位“1”，缺少這些序列則記為“0”，由此可將數字資訊直接編碼到細菌的基因組中。
一個單元可以容納的數據量很小，只有3位。因此，研究人員設計了一種方法，可以同時對具有不同3位數據的24個單獨細菌群進行編碼，共計72位。研究人員用它將文本消息“hello world！”編碼入細菌，並演示了對合並菌群進行測序並使用專門設計的分類器，可以98％的準確率檢索到該資訊。
研究人員表示，活細胞內的DNA是一種更穩定的介質，可以在無法預測的條件下長期保存。保留在細胞外部的DNA可能被降解，而細菌具有適應環境變化的能力，並且可在惡劣的條件下生存。將數據存儲在細胞中而不是在體外具有許多明顯的好處。放大或復制數據要便宜得多，因為可以簡單地培養更多的細胞，而不必進行復雜的人工DNA合成，從而在短期內就可將係統的容量大規模擴展幾個數量級。
總編輯圈點
基因物質本身就具備天然的數據存儲介質，因此“活細胞硬碟”的想法，科學家早已有之。但在實際操作中，這一方式距離傳統硬碟的存儲容量還有距離。不過，活細胞一直能被視為下一代存儲設備中的潛力股，原因就是它的穩定與長期存儲特性，科學家寄希望于未來可利用其進行長時間的分子事件記錄和監控，從而進一步成為人類研究癌症、衰老和有機體發展等的強大工具。
