細菌基因里的小動畫，「高」清有「馬」！

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這是一段畫質感人的小動畫，它總共只有5幀，每一幀都是36 × 26的超粗糙黑白像素。但它又十分特別，科學家們成功地將這段小動畫以DNA編碼的形式，存入了一群活的大腸桿菌當中，然後又用高通量測序的方法重新讀取數據，還原出了圖像。7月12日，哈佛醫學院的研究者們在《自然》上發表了這項研究成果。

這裡所使用的圖像，是電影史上一個經典的開端：埃德沃德·邁布里奇所拍攝的奔跑的馬。

研究者們把每一幀圖像分解成一個個黑白像素點，然後用DNA編碼每個像素點的灰度參數以及它們所處的位置。然後，研究者再用基因編輯技術CRISPR將每一幀的信息依次按順序插入了細菌們的基因組。存入的信息大約共有2.6kB。

他們分別試驗了靜態的和動態的黑白像素圖，結果，從細菌當中還原出的畫面可以達到90%的準確程度。

下面是靜態圖像的還原效果，一隻像素化的人手：

（左邊是原始圖像，右邊是經過N代生長之後從細菌中還原出的圖像）

我們可以用細菌保存小電影了嗎？其實並不能。毫無疑問，目前這項技術仍有很大的局限性，比如，按順序逐幀「寫入」的速度相當慢，前後一共花了5天。另外每一個像素點的信息其實都是單獨一段序列，能拼出整幅圖得靠一大堆細菌數據的集合才行。

最後還是回到一個最老套的問題：這東西到底有什麼用？其實和之前介紹過的彩色感光細菌類似，研究者這樣做的目的，主要還是完善技術，以及測試生物技術應用的種種可能性。現在並不能說，在DNA和活細胞基因組中存儲信息，是一種實用的方法，但是，畢竟各種好用的新東西，都是在不斷嘗試中誕生的，所以這些嘗試還是有它的價值所在。

順帶一提這種方法只是把編碼好的信息存進了活細胞，並不代表生物自己能「讀取」其中的信息，讀取還是只能通過測序進行，所以是不可能用它來移植記憶的。而且哺乳動物細胞也還不適用這種操作。

附一點CRISPR的解釋：

CRISPR／Cas系統可以看成是細菌的一種免疫機制，細菌用它來抵抗病毒感染。

這套系統會把外來入侵的DNA片段，放進細菌基因組的特定位置「存儲」下來，這樣就能對相應的病毒產生「記憶」。存放病毒特徵的這段DNA叫「規律間隔成簇短迴文重複序列」（真特么長），它的縮寫就是CRISPR。

當病毒再入侵時，通過「記憶」的片段，細菌可以產生對應的RNA，以此引導核酸酶去剪切入侵的病毒基因。這個酶就叫Cas。

生物學家們可以用這套系統做很多事情。它為研究者提供了一把有針對性的「基因剪刀」，可以在需要的地方「裁剪」DNA分子。而在這個研究里，利用的則是把外來DNA存儲「記憶」的部分，這樣就可以把編碼好的信息，放進大腸桿菌的基因組。

作者：窗敲雨

來源：酷炫科學

排版：紅色皇后

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