美國(guó)佐治亞理工學(xué)院與麻省理工學(xué)院科學(xué)家,為工程細(xì)胞打造了一款“基因保險(xiǎn)鎖”。最新發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志的這項(xiàng)新技術(shù),如同一把精密的DNA密碼鎖:加密時(shí),細(xì)胞內(nèi)的基因序列被有序打亂,核心指令暫時(shí)失效,外界既無(wú)法讀取,也無(wú)法利用;解密時(shí),則需經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)苛的生化步驟,才能恢復(fù)原有功能。
團(tuán)隊(duì)模擬了黑客攻擊,測(cè)試這把“基因鎖”的強(qiáng)度。結(jié)果顯示:隨機(jī)猜中密碼的成功率僅為0.2%,非常接近0.1%的理論極限。
團(tuán)隊(duì)借鑒網(wǎng)絡(luò)安全理念,利用細(xì)胞自身的生物安全機(jī)制,在DNA層面筑起防線(xiàn)。他們組建了“設(shè)計(jì)組”(藍(lán)隊(duì))與“解密組”(紅隊(duì)),開(kāi)展情景模擬攻防。藍(lán)隊(duì)先將一個(gè)包含啟動(dòng)子和目標(biāo)基因的完整單元,拆分成多個(gè)片段,打亂順序,甚至將部分片段反轉(zhuǎn)方向。同時(shí),在片段周?chē)胖锰厥獾腄NA序列——重組酶附著位點(diǎn),為后續(xù)恢復(fù)信息預(yù)留線(xiàn)索。解密時(shí),他們用一系列特定化學(xué)物質(zhì)觸發(fā)細(xì)胞機(jī)制,讓細(xì)胞自行將混亂的DNA重新排列,恢復(fù)功能。
他們用9種不同化學(xué)物質(zhì)構(gòu)建了一個(gè)“生物鍵盤(pán)”,每種物質(zhì)代表一個(gè)數(shù)字輸入。通過(guò)兩兩組合,在不引入新物質(zhì)的情況下,他們將有效密碼擴(kuò)展到45種。他們還增設(shè)了“安全懲罰”機(jī)制:一旦有人篡改系統(tǒng),細(xì)胞會(huì)釋放毒素,令非法入侵幾乎無(wú)從下手。
隨后,未參與加密過(guò)程的紅隊(duì)以道德黑客身份登場(chǎng),試圖攻入系統(tǒng)、竊取隱藏的基因信息,但只有輸入完全正確的密碼才能解鎖。結(jié)果顯示,未經(jīng)授權(quán)者猜中密碼的幾率僅0.2%。
團(tuán)隊(duì)表示,這種生物鎖的強(qiáng)大性能,標(biāo)志著生物安全的一次范式轉(zhuǎn)變:遺傳物質(zhì)不再依賴(lài)外部防護(hù),而是由DNA內(nèi)部的安全算法自我守護(hù),讓遺傳資產(chǎn)“成為自己的保護(hù)者”。
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