ＤＮＡ的奇妙用途

许财翼

最近几十年里，遗传学给人们的生产、生活带来了许多革命性的进步，给农业、刑侦、司法、医学等领域也提供了巨大的帮助。那么DNA到底有哪些奇妙用途呢？今天我们一起来了解一下。

用途 1 识破伪装，复活古人

我们都知道人类的头发、瞳孔、皮肤的颜色，以及面部长相都由基因控制，因此只要知道一个人的DNA，就能知道他长什么样。

首先，这对警察破案非常有帮助。美国有一名惯犯，绰号“爬山虎”，他经常蒙面在深夜潜入居民家中作案。警察追捕他很多年一直苦无线索。由于没有掌握他的任何面部信息，因此也无法张贴通缉告示。不过，最近科学家从案发现场提取到了“爬山虎”的DNA，并试图从DNA着手勾勒出他的长相，然后将之捉拿归案。虽然目前这项技术还处于初始阶段，绘制不出高分辨率的人脸图像，但它可以帮助我们确定罪犯的某些重要特征，并且还能规避掉人为因素的误差。比如有些目击者在录口供时，会因个人喜好对嫌犯进行描述时添枝加叶;有些受害人因突遭“侵犯”而恐惧，可能会遗忘某些重要细节。在新技术的帮助下，这些弊端都能规避。

其次，这种面部分析技术也可以应用于考古学。英国历史上有一位理查德三世国王，在位时间很短，没有遗留任何画像，后世对他的描绘是黑色头发，青灰色眼睛。而近期考古学家发现了他的遗骸，并对其DNA进行分析后发现，他的眼睛有96%的概率为蓝色，头发有77%的概率为金色。

同样借助这项技术，科学家能勾勒出两万多年前尼安德特人的外貌特征，他们很可能长着红色的头发和白皙的皮肤。通过DNA技术，科学家还可以复活猛犸象、渡渡鸟及其他灭绝物种。只要从遗骸中能提取到它们的DNA，就可以借助近亲物种孕育来复活它们，比如在大象体内孕育猛犸象幼仔。理论上，科学家认为复活一个红头发的尼安德特人也是可以实现的。当然，复活恐龙是不可能了，因为恐龙在6500万年前就灭绝了，它们的DNA早已在漫长的历史中降解为碎片了。

用途 2 鉴别食物与名画真伪

鸡鸭牛羊肉很好分辨，可是鱼的种类那么多，市面上的价格差别也很大，如果以次充好，我们是很难分辨出来的。那该怎么办呢？

DNA代码分析就能帮我们识破真相。只要从鱼肉中提取DNA并测序，科学家就能立刻分辨出鱼的种类。未来随着科技进步，检测工具将被简化成一种手持设备，如DNA识别器。届时，就连小学生也能用这种设备来分辨鱼的种类，检验饭店是否以次充好。我们买东西时，也可以用这种设备来检验是否买到了货真价实的商品。

除了鉴别食物的真伪，DNA代码分析还可以用于鉴别艺术品的真伪。全球艺术品市场每年的交易额高达数十亿美元，但专家估算其中40%的艺术品都是仿冒品。虽然有专业鉴定机构鉴别真伪，但如果伪造者技艺精湛，仿冒品极有可能蒙混过关。

为此，科学家建议在艺术品上附一个小小的塑料标记，标记里含有特定的DNA代码。当然这个DNA代码一定不能是艺术家自己的。因为伪造者完全可以从衣服、头发甚至垃圾里获取到艺术家的DNA。所以，这个特定代码必须是来自其他某种物质的DNA片段。将来鉴别真伪时，只需从塑料標记中提取DNA，然后对照数据库里的信息，如果两者吻合，就表明这件艺术品是正品。

用途 3 纺织黄金，防范病毒

目前在发达国家，DNA已成为一种时尚的艺术媒介。DNA是一串长长的双螺旋结构，由四种核苷酸构成。这四种核苷酸排列有序，可分别用A、C、G和T代表。为此有的科学家编写了电脑程序，把A、C、G、T的有序排列翻译成哆、来、咪、发的音符排列。

有的艺术家还利用基因技术创作艺术作品，比如荧光海岸绘画。艺术家在染料里面掺入了一种转基因细菌，它们可以在一定条件下发光。因此，当这些细菌发光时，整幅绘画就会闪闪发亮，像真正的荧光海岸一样。

美国和日本科学家研发培育了转基因桑蚕。这种蚕吐的蚕丝具有多重特性，它不光有蚕丝的柔软，还兼具蜘蛛丝的坚韧和延展性，以及水母的荧光特性。传说在一部古老的法国童话故事里，女孩借助精灵的力量，把稻草像纺纱一样纺成了黄金。如今看来未来科学家们通过转基因桑蚕，把蚕丝纺成黄金也不是不可能的。

另外，他们还计划把网络上的知识，如流行于全球的维基百科上的文章用DNA编码做成一串特殊的“基因”，然后利用转基因技术把这串“基因”植入真实的苹果基因组里，这样就能制造出真实的智慧苹果，如同《圣经》中所描述的伊甸园里智慧树上的果子一样。

DNA双螺旋结构的匹配与排列非常精确，比如A与T总是紧挨着。根据这个

特性，科学家又研发了一项新技术。他们设计了一种DNA片段，把双螺旋结构中的同类片段识别出来，然后将所有同类片段以更复杂的方式结合。这就好比我们平时玩的折纸艺术，它们结合后就形成了一个新的DNA“折纸”形状。

目前利用这项技术，科学家们获得了一些初步成果，如制作出分子级别的星星和笑脸符号等图像。

在医疗领域，它的用途更广。把DNA“折纸”装入特制的“盒子”，使其携带药物进入人体，就可直接把药物输送到目标细胞。如果把肿瘤细胞设为目标，那么这个“盒子”只有遇到肿瘤细胞时，才会打开并释放药物。这种治疗很有针对性，而且基本没有副作用。同时，这个“盒子”也可以作为“囚笼”，把病毒细胞囚禁其中，然后利用DNA“折纸”破坏它的结构，无声无息地消灭它。

用途 4 储存能力强，计算能力高

迄今为止，DNA是最古老的储存介质。科学家们正在研究这种介质的特性，并将其应用于信息技术。现有技术是用0和1对信息编码，使之成为计算机能识别的语言。同理，科学家如果用A、C、G、T对信息编码，就会形成一种独特的“语言”，这就是DNA语言，然后用DNA识别器来读取数据，把DNA语言变成我们能看懂的信息。

靠这种编码方式，就能充分发挥DNA储存信息的潜力。首先，它的容量大得惊人。1张CD的容量大约是700MB，100万张CD大约是700TB（1TB=1024GB，1GB=1024MB）。如果以DNA为储存介质，那么1克DNA就能储存100万张CD的数据，而且科学家估算1克DNA的实际储存量要超过这个数。

目前全世界所有电脑硬盘储存的信息，如果以DNA编码的话，只需手掌大小的DNA就能完全容下。

法国特艺集团是全球最大的电影公司之一，也是娱乐行业的龙头企业。如今它正在尝试用DNA编码储存经典的老电影——《月球之旅》。

其次，用DNA储存后还可以复制。借助酶的特性，可以迅速复制DNA数据，而且这种复制几乎没有任何限制。美国哈佛大学的一位科学家曾把自己的一本著作用DNA进行了编码，然后在试管里轻松复制了700亿份。这本书由此成为历史上复制数量最多的书籍，创造了世界纪录。

最重要的是，DNA储存信息的时效很长。在10℃左右的温度下，DNA储存信息的时间可以长达两千多年。

除了储存信息，科学家还在构想用DNA建造生物计算机。这种计算机没有屏幕和键盘，就是一些化学物质，但不耽误它的计算能力，其功能与普通电脑是一样的。而且DNA计算机特别擅长并行处理，比如预报天气。它可以从地球很多观测点收集温度、气压、湿度数据，并经过时刻不停地计算，精准预报出天气的变化趋势。

另外，在医学上，DNA计算机还有一大优势。它能进入细胞内部，进行信息记录等操作。如果与DNA“折纸盒子”相结合，那么它将不仅是一部DNA计算机，还是一个与疾病斗争的“安全卫士”。