DNA的奇妙用途

最近幾十年里，遺傳學給人們的生產、生活帶來了許多革命性的進步，給農業、刑偵、司法、醫學等領域也提供了巨大的幫助。由于DNA分子信息儲存量巨大，且保存時間長達上千年，未來它還會給更多領域帶來進步，比如美術、考古學和計算機科學，DNA的應用領域將越來越廣泛。

識破偽裝，復活古人

人類的頭發、瞳孔、皮膚的顏色，以及面部長相都由基因控制，因此只要知道一個人的DNA，就能知道他長什么樣。

首先，這對警察破案非常有幫助。美國有一名慣犯，綽號“爬山虎”，他經常蒙面作案，深夜潛入居民家中。警察追捕他很多年一直苦無線索，而且由于沒有掌握他的任何面部信息，因此無法張貼通緝告示。

不過，最近科學家從案發現場提取了“爬山虎”的DNA，并試圖從DNA著手勾勒他的長相，將之捉拿歸案。目前這項技術還處于初始階段，繪制不出高分辨率的人臉圖像，但它可以幫助我們確定罪犯的某些重要特征，并且規避人為因素的誤差。比如有些目擊者在事后錄制口供時，會因個人喜好在對嫌犯進行描述時添枝加葉；有些受害人因突遭“侵犯”而恐懼，可能會遺忘某些重要細節。在新技術的幫助下，這些弊端都能規避。

其次，這種面部分析技術也可以應用于考古學。英國歷史上有一位理查德三世國王，在位時間很短，也沒有遺留畫像，后世對他的描繪是長著黑色頭發，有著青灰色眼睛。近期考古學家在英國一個停車場地底下發現了他的遺骸，科學家從中采集DNA分析后發現，理查德三世的眼睛有96%的概率為藍色，頭發有77%的概率為金色。

同樣借助這項技術，科學家能勾勒出兩萬多年前尼安德特人的外貌特征，他們很可能長著紅色的頭發和白皙的皮膚。而且通過DNA技術，科學家還可以復活猛犸象、渡渡鳥及其他滅絕物種，只要從遺骸中能提取到它們的DNA，并進行測序，就可以借近親物種孕育并復活它們，比如在大象體內孕育猛犸象幼仔。理論上，如果以現代人類代孕，科學家相信可以復活一個紅頭發的尼安德特人。至于復活恐龍則不太可能，因為恐龍在6500萬年前滅絕后，它們的DNA早已在漫長的歷史中降解為碎片，無法復原。

鑒別食物與名畫真偽

雞鴨牛羊肉很好分辨，可是魚的種類太多，市面上的價格差別也大，如果以次充好，我們是很難分辨出來的。我們該怎么辦？

DNA代碼分析就可以識破真相。只要從魚肉中提取DNA并測序，科學家就能立刻分辨魚的種類，而且很容易操作。未來隨著科技進步，檢測工具將被簡化為一種手持設備——DNA識別器。屆時，十幾歲的孩子也能用這種設備來分辨魚的種類，用來檢驗飯店是否有欺詐行為，是否以次充好。我們買東西時，也可以用這種設備來檢驗是否買到了貨真價實的商品，比如珍貴又難分辨的藍鰭金槍魚。

除了鑒別食物的真偽，DNA代碼分析還可以用于鑒別藝術品的真偽。全球藝術品市場每年的交易額高達數十億美元，但專家估計其中40%是仿冒品。專業鑒定機構固然可以鑒別真偽，但俗話說“道高一尺，魔高一丈”，如果偽造者技藝精湛，仿冒品完全有可能蒙混過關。

為此，科學家建議在藝術品上附一個小小的塑料標記，標記里含有特定的DNA代碼。這個DNA代碼不是藝術家自己的，因為偽造者可以從他的衣服、頭發甚至垃圾里獲取到藝術家的DNA，便于造假。相反，這個特定代碼可以是來自其他某種物質的DNA片段，這樣的DNA就不容易獲取。將來鑒別真偽時，只需從塑料標記中提取DNA，然后對照數據庫里的信息，兩者如果吻合，就表明這件藝術品是正品。

紡織黃金，防范病毒

目前在發達國家，DNA已成為一種時尚的藝術媒介。DNA是一串長長的雙螺旋結構，由四種核苷酸構成。這四種核苷酸排列有序，可分別用A、C、G和T代表。為此有的科學家編寫了電腦程序，能把A、C、G和T的有序排列“翻譯”成音符的有序排列，如哆、來、咪、發等，這就是我們人類能理解的樂譜。

有的藝術家利用基因技術創作藝術作品，比如熒光海岸繪畫，染料里面摻入了一種轉基因細菌，它們在一定條件下可以發光。因此，這些細菌一旦發光，整幅繪畫就閃閃發亮，像真正的熒光海岸一樣。

美國和日本科學家研發培育了轉基因桑蠶，這種蠶所吐的蠶絲具有多重特性，如兼具蜘蛛絲的堅韌、延展特性，以及水母的熒光特性。在一部古老的法國童話故事里，女孩借助精靈的力量，把稻草像紡紗一樣紡成黃金。或許這些科學家也能通過轉基因桑蠶，把蠶絲紡成黃金。

另外，他們還計劃把網絡上的知識，如流行于全球的維基百科上的每篇文章，以DNA的形式編碼（計算機編碼有0和1兩種代碼形式，DNA編碼則有A、C、G和T四種），做成一串特殊的“基因”。然后利用轉基因技術，把這串“基因”植入真實的蘋果基因組里，這樣就能制造出真實的智慧蘋果，就如同《圣經》中所描述的伊甸園里智慧樹上的果子一樣。

DNA雙螺旋結構的匹配與排列非常精確，比如A與T總是緊挨著。根據這個特性，科學家又開發了一項新技術。他們設計一種DNA片段，并使之把雙螺旋結構中的同類片段識別出來，然后所有同類片段以更復雜的方式彼此結合。這就好比我們平時玩的折紙藝術，它們結合后就形成了一個新的DNA“折紙”形狀。

目前利用這項技術，科學家獲得了一些初步成果，如制作出分子級別的星星和笑臉符號等圖像。

而在醫療領域，它的用途最廣。把DNA折紙裝入特制的“盒子”，使其攜帶藥物進入人體，就可直接把藥物輸送到目標細胞。如果把腫瘤細胞設為目標，那么這個“盒子”只有遇到腫瘤細胞時，才會打開并釋放藥物。這種治療很有針對性，而且基本沒有副作用。同時，這個“盒子”也可以作為“囚籠”，把病毒細胞囚禁其中，然后利用DNA折紙破壞它的結構，無聲無息地消滅它。

儲存能力強，計算能力高

迄今為止，DNA是最古老的儲存介質?？茖W家正在研究這種介質的特性，并將其應用于信息技術?，F有技術上，我們用0和1對信息編碼，使之成為計算機能識別的語言。同理，科學家如果用A、C、G、T對信息編碼，就會形成一種獨特的“語言”，這就是DNA語言（代碼），然后只要使用DNA識別器，就能讀取數據，把DNA語言變成我們能看懂的信息。

靠這種編碼方式，就能充分發揮DNA儲存信息的“潛力”。首先，它的容量大得驚人。1張CD的容量大約是700兆字節（MB），100萬張CD大約是700太字節（TB，1TB=1024GB，1GB=1024MB）。如果以DNA為儲存介質，那么1克DNA就能儲存100萬張CD的數據，而且科學家估計1克DNA的實際儲存量可能不止這個數。

目前全世界所有電腦硬盤儲存的信息，如果以DNA編碼的話，只需手掌大小的DNA就能完全容下。

法國特藝集團是全球最大的電影公司之一，也是娛樂行業的龍頭企業，它正在用DNA編碼并儲存人類歷史上經典的老電影，比如1902年的老電影《月球之旅》。

其次，用DNA儲存后還可以復制。借助酶的特性，可以迅速復制DNA數據，而且這種復制幾乎沒有任何限制。美國哈佛大學的一位科學家曾把自己的一本著作用DNA進行了編碼，然后在試管里輕松復制了700億份。這本書由此成為歷史上復制數量最多的書籍，創造了世界紀錄。

最重要的是，DNA存儲信息的時效很長。最早的移動存儲設備——軟盤曾風靡一時，但現在它們早已進入歷史的垃圾堆，而DNA存儲則不會這樣。10℃左右的溫度下，DNA存儲信息的時間可以長達2000多年。

除了儲存信息，科學家還在構想用DNA建造生物計算機。它跟我們常用的電腦不同，DNA計算機沒有屏幕和鍵盤，實際上就是一些化學物質。但是這不耽誤它的計算能力，科學家可以在上面輸入信息，計算結果，并演示出來，這與普通電腦是一樣的。

而且DNA計算機特別擅長并行處理，尤其擅長同時處理數以百萬計甚至數以十億計的計算任務。天氣變化是時刻不停的動態過程，預報天氣就是典型的并行處理。計算機從地球很多觀測點收集溫度、氣壓、濕度數據，時刻不停地計算，才能預報天氣的變化趨勢。

另外，在醫學上，DNA計算機還有一大優勢。它能進入細胞內部，進行信息記錄等各種操作。如果與上文的DNA折紙“盒子”相結合，那么它將不僅是一部DNA計算機，還是一個與疾病斗爭的“安全衛士”。