現代存儲技術已經無法滿足字節的海嘯式增長,人們試圖尋找到一個更加有效的方法,能夠簡單、高效的儲存海量數據。科學家們提出了一種解決方案,那就是利用DNA作為信息存儲介質。隨著DNA測序和合成技術的不斷提高,把信息存儲到DNA中已經不再是遙不可及的夢想。相比于現有的存儲設備,DNA存儲技術具有存儲量大和穩定性好的顯著優勢,1克的DNA可以存儲700TB數據,DNA中的信息可以長久保存,不會輕易丟失;此外,DNA存儲不依賴電源,不需要維護,環保又便捷。近年來,DNA數據存儲技術飛速發展。在2013年,歐洲科學家們首次將《我有一個夢想》演講的mp3文件存儲到DNA中;2017年,微軟宣布計劃耗時三年研發出測試版的“微縮型DNA生物存儲器”,旨在存儲全世界的電影、視頻錄像、照片和有價值的文檔。

DNA存儲技術的廣泛應用,離不開快速、準確、低成本的DNA測序(“讀”)與合成(“寫”)服務。隨著測序成本以類似摩爾定律的軌跡呈現指數下降,基因的讀取已不再是DNA數據存儲的瓶頸,但是如何準確地寫入數據仍然是實現DNA存儲的主要障礙。研究者主要面臨兩個困難:目前所廣泛應用的第二代DNA合成技術的通量和成本,遠遠不能滿足DNA數據存儲的需求;此外,由數字信息轉化成DNA信息仍面臨很大的挑戰,其中最關鍵的一點是提高大量字符被編碼進DNA的準確性。

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數字化信息存儲進展

微軟

  • 2016年成功在DNA片段中存儲了200MB的數據。
  • 計劃在2020年之前建立一個基于DNA的數據存儲系統。
  • 泓迅

  • 利用自主研發的DNA StudioTM 能精準地實現中英文字符與A、T、C、G 4個堿基之間的轉換。
  • 將整部《論語》存儲與DNA中,首次實現了以DNA形式編碼和存儲中文及中文典籍。
  • 相關成果發表于《SCIENCE CHINA Life Sciences》。
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    應用案例

    【泓迅案例】第一部DNA寫成的《論語》問世蘇州泓迅

    【應用案例1】利用DNA隱藏機密信息

    【應用案例2】DNA數字化信息存儲

    【應用案例3】趨于實用、高容量、低成本的DNA信息存儲

    【應用案例4】DNA信息存儲系統

    【應用案例5】利用CRISPR系統將數字電影編碼到細菌DNA中