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DNA 編碼了細胞內所有蛋白質的資訊，它們的氨基酸序列，何時何地開啟它們，以及很多其他我們可能尚未完全理解的東西。 隨著編寫DNA的能力，合成我們自己的任意A、T、C和G序列，我們可以為細胞蛋白質建立自己的指令，或者我們可以編碼對細胞來說是“垃圾”，但我們可以將其讀取為訊息的序列。 本週，喬治·丘奇、袁高和斯里·科蘇里發表了一篇簡短的論文，證明我們不僅可以編碼一些短語，還可以用 DNA 寫整本書。 這本書，丘奇的《再生：合成生物學如何重塑自然和我們自己》，將於今年秋季以更傳統的方式出版，包含 53,426 個單詞、11 個 jpg 影像和一個 JavaScript 程式。 文字和影像被轉換為 html 格式，然後讀取為位，即可以輕鬆編碼到 DNA 中的 1 和 0：A 或 C 表示 0，T 或 G 表示 1。 每個位都有兩個可能的字母意味著序列不會以任何單個字母的長序列結尾，這是化學 DNA 合成的一個挑戰。 他們用來將位轉換為 DNA 的 perl 程式碼可在論文的補充資訊中找到 (PDF)。
這是迄今為止合成並存儲在 DNA 中的最大量的非生物資訊——總計 5.27 兆位，遠遠超過了之前由文特爾研究所在其化學合成基因組中（使用每個字母和標點符號的未公開程式碼編寫）持有的 7,920 位記錄。
雖然關於 DNA 書籍的新聞報道通常承認之前的 DNA 資訊，以及 1999 年論文，其中將二戰間諜資訊“6 月 6 日入侵：諾曼底”編碼到 DNA 中 (PDF)，但他們沒有提及論文中引用的第一個合成 DNA 資訊。 1988 年，藝術家喬·戴維斯與哈佛醫學院喬恩·貝克威思實驗室的分子生物學家達娜·博伊德合作（目前是喬治·丘奇實驗室的研究附屬機構），設計併合成了 18 個鹼基對的訊息，編碼了代表生命和女性地球的古日耳曼符文影像。 然後將微維納斯訊息貼上到載體中並轉化為大腸桿菌，從而創造了一件活生生的藝術品。
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微維納斯的編碼方案的靈感來自卡爾·薩根和弗蘭克·德雷克於 1974 年從阿雷西博射電望遠鏡傳送的二進位制訊息，旨在與外星智慧建立聯絡（並展示新改造的望遠鏡的功能）。 該影像是一個 23x73 的矩形（將尺寸設為兩個素數使其更容易解碼二進位制數字的單個流），顯示瞭望遠鏡、一個人以及有關我們太陽系和 DNA 的資訊。 微維納斯的編碼原理類似，影像的線條被轉換為 5x7 網格中的 1 和 0，並透過相變值而不是數值轉換為 DNA。 DNA鹼基按大小排列 - C=1，T=2，A=3，G=4 - 表示在切換到相反位之前需要的位數。 例如，10101 轉換為 CCCCC，因為每個數字在切換之前出現一次，而 00011 將是 AG，因為在切換到兩個 1 之前有三個 0。
儘管 DNA 在細胞分裂時容易突變和進化，但它本身是一種非常惰性和穩定的化學物質，可以持續足夠長的時間，讓考古學家能夠測序數千年前的 DNA 鏈。 在一個在太空中飛行的微生物孢子中，DNA 理論上可以持續足夠長的時間，以便被外星文明發現，他們可以對其進行測序並解碼其中的資訊。 在 20 世紀 70 年代後期，一些科學家甚至假設了相反的可能性——地球上的病毒可能是外星人傳送的訊息。 試圖將 φX174 病毒基因組序列解碼為二維影像當然沒有產生任何引人注目的外星資訊，但確實開啟了傳送我們自己不同型別訊息的可能性。
對於戴維斯來說，我們傳送給外星人的資訊不僅僅是傳送對地球生命、藝術和科學的友好描述，而是更好地理解我們自己。 他在他的描述微維納斯專案的論文中寫道
透過向外星智慧傳送資訊，人類正在重要地參與尋找他們自己。 他們必須首先向自己展示自己，然後才能向其他人展示自己。 這不僅是尋找外星智慧的一箇中心困境，而且也是藝術、歷史、心理學和古典哲學的基本要素。
因此，微維納斯中編碼的影像也代表了先鋒號銘牌上遺漏的女性人物的一些解剖細節，由於擔心更準確的影像可能會導致可能清教徒的 NASA 官僚機構阻止新增該銘牌而被省略。 雖然卡爾·薩根說過，事後看來這種擔憂可能是沒有根據的，但我們最終傳送的不僅僅是人類形態的影像，而是我們認為“可以接受”的非常具體的影像。 如果這是我們與外星人交流的方式，這對我們意味著什麼？
這些是戴維斯作品中反覆出現的主題，它不斷地從微觀跳躍到星際，處於藝術、科學和哲學的交匯處。 戴維斯從藝術和科學中汲取靈感並影響著它們，與許多領域的研究人員合作，以展示美學和價值觀與科學技術之間的聯絡。 他寫道，微維納斯“是一件藝術作品，一種詩意的意象，但創造它的專案最初是藝術和科學的合作。 現在，就像粒子/波的二元性一樣，這兩種解釋似乎都不完全充分。”
喬·戴維斯也是一個很有意思的人，我強烈推薦由彼得·薩索夫斯基製作的關於他生活和工作的紀錄片，天堂與地球與喬·戴維斯。 這是一個簡短的預覽