自从诞生以来,人类从未停止过对生命奥秘的探寻。1953年,沃森、克里克等人共同发现了DNA双螺旋结构——这被认为是20世纪生命科学领域最重大的发现之一。这一简洁而又优美的结构的发现,为我们从分子层面揭示了生命遗传过程的本质,引领了诸如中心法则、核酶、基因编辑等一系列从核酸结构、功能到信息调控的诺贝尔奖成果和重大科学发现,并带动了整个生物技术领域的发展。
当前,随着互联网、人工智能、5G通讯等技术的发展和普及,人类已经大步迈进信息和大数据时代。一方面,高效、快速的信息交互使得人类的生活发生了天翻地覆的变化,由此产生了海量的数据;另一方面,数据的价值日益凸显,已经上升到了生产要素的高度。如何在未来存储海量的数据量将是人类所共同面临的重大问题,也代表了国家重大需求。
DNA分子作为一种亿万年进化产生的超高密度、超稳定的数据存储介质,ATGC这四个碱基的不同排列组合构成了多姿多彩的生物学世界背后的规则。经过几代科学家的不懈努力,特别是人类基因组计划等大科学计划的推动,现在人类已经从认识DNA发展到了人为设计、合成和读取DNA。曾经的遗传密码已经逐渐成为我们手中可以操控和应用的纳米尺度分子材料。在这个意义上,我们撷取自然进化的智慧,将DNA从记录生命遗传信息的分子转化为记录人类文明信息的介质,已经成为可能,然而挑战巨大。
人类社会正处在一个高度变革的转折时期,我们正在逐步从真实世界转变为真实与虚拟世界(如元宇宙)共存的二元世界。探寻变革性的存储材料,突破海量数据存储瓶颈,已成为时代的需求和国家战略所在。我们应心存“功成不必在我”的精神,抱有“功成必定有我”的历史担当,聚集智慧与心力,努力将人类带向IT-BT(信息技术-生物技术)交融的应许之地!
上海交通大学王宽诚讲席教授
中国科学院院士