DNAをストレージとして使えば、裸眼では見えないほど微細な分子の中に、これまでに撮影したすべての写真、iTunesライブラリー全体、さらにテレビ番組『ドクター・フー』の全839話を保存できる可能性がある。それでもなお、十分な空き容量が残るかもしれない。

こうしたデジタル情報すべてを皮膚の中に埋め込み、常に身につけておく――そんな未来が訪れるかもしれないと、ハーバード大学の遺伝学者ジョージ・チャーチ教授とその研究チームは考えている。

チャーチ教授の研究チームは、ゲノム編集技術であるクリスパー（CRISPR）を用いて、短いアニメーション画像（GIF）を生きた大腸菌のゲノムに挿入することに成功した。彼らは各画像のピクセルを、DNAの構成単位であるヌクレオチドに変換した。

研究チームは、このGIF画像を5つのフレームに分け、生きたバクテリアに導入した。使用された画像は、1870年代に世界初の連続写真を撮影した英国の写真家エドワード・マイブリッジによる、疾走する馬と騎手の写真である。研究者たちはその後、バクテリアのDNA配列を解析してデータを抽出し、ピクセル情報を表すヌクレオチドの暗号を読み解くことで、動画を90％の精度で再構成した。

2017年7月12日付のネイチャー誌で詳細が報告されたこの手法は、バクテリアに特化したものである。しかし、この研究に関与していないコロンビア大学のコンピューター科学者であるヤニヴ・アーリッヒ准教授は、この研究は生きた細胞内に情報を保存するための拡張可能な手法であり、将来的には人間の細胞にも応用可能になるだろうと述べている。

現代社会では膨大なデジタルデータが次々と生成されており、科学者たちはその保存手段として、コンパクトで耐久性に優れたDNAに注目している。何しろ、数万年前のDNAでさえ、研究室で抽出し解析することができるのだ。

これまでのところ、DNAをストレージとして利用する研究の多くは、科学者が作製した合成DNAを用いている。また、今回のGIF画像は36×26ピクセルと小さく、合成DNAにコード化できる情報量と比べれば少量である。それでも、生きた細胞に情報を組み込むことはより困難である。なぜなら、生きた細胞は常に活動し、変化し、分裂し、そして死んでいくからだ。

アーリッヒ准教授によれば、生きた細胞にデータを保存する利点の1つは、その保護性能の高さにある。たとえば、核爆発や放射線、高温にさらされても生存できるバクテリアも存在する。

ハーバード大学のチャーチ教授の研究室でこの研究を主導したセス・シップマン研究員は、単なるデータ保存にとどまらず、この手法を応用して、細胞内部やその周囲の環境で起きていることを記録する「生きたセンサー」を作りたいと考えている。

「私たちが本当に作りたいと思っているのは、細胞内やその周囲で起きている出来事についての生物学的情報や環境情報を暗号化して記録できる細胞です」とシップマン研究員は語る。

この技術が近い将来、あなたの体内に大容量データを保存する目的で使われることはないだろうが、研究用途としては大きな可能性がある。たとえば、脳の発達過程における神経細胞の形成のように、細胞型の進化を促進する分子事象を記録する用途が考えられる。

シップマン研究員は、こうした「バクテリア製ハードドライブ」を体内や世界の任意の場所に配置して、関心のあるデータを記録させ、後でバクテリアを回収してDNAを解析することで、どのような情報が記録されたのかを確認できると述べている。

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