大数据期间,众人数据激流对数据存储期间提倡了严峻挑战。DNA分子具有超高的数据存储密度和超长命命,已成为备受瞩指标颠覆性存储介质。可是,传统DNA存储依赖“重新合成”的信息写入蹊径,在本钱和速率上靠近远大挑战。不同于传统期间蹊径,钱珑、张成团队建造的“表不雅比特(epi-bit)”DNA存储期骗预制的DNA模板和分子活字块,通过DNA自拼装介导的分子信息排版99BT工厂最新地址,经袭取性酶促甲基修饰滚动,兑现了分子级“活字印刷”信息打印(图1)。
图1. 表不雅比特DNA存储的基得意趣(a-b)和历程(c-e)。
团队在履行中,将中国汉代“白虎”瓦当和国宝大熊猫“飞云”的高清图片顺利写入DNA分子中,数据量跳跃27.5万比特,比较此前发表的其他非传统DNA存储期间,数据界限提高超300倍。信息读取使用便携式纳米孔测序仪,兑现了对DNA模板上复杂表不雅比特信息的高通量读取,并通过单次超240种不同修饰花样的并行认知,无损规复了原始数据。履行效能考据了该翻新式分子存储期间的可行性和准确性,还展示了表不雅比特的清醒性(图2)。
图2. 大界限表不雅比特DNA存储和读取效能分析。
值得慈祥的是,团队还展示了这项期间的散布式存储应用后劲。在个东说念主定制DNA存储(iDNAdrive)的履行中,团队邀请了60名布景世俗的后生志愿者,由他们在非专科环境下(浩繁教室),将私东说念主数据亲手写入DNA,干悉数据直到测序材干够被解读。这种散布式DNA存储面孔,不仅能极大裁减DNA存储的使用门槛,且保险了数据狡饰,有望鼓吹DNA存储的个东说念主应用(图3)。
图3. iDNAdrive存储履行。
“在DNA这张白纸上批量打印信息,比较于传统“重新合成”蹊径的一一添加分子比特信息,代表着DNA存储的蹙迫期间残害。”钱珑算计员示意,“异日,任何东说念主在职何方位齐能兑现简短、准确、高效的DNA数据存储,而无需依赖大型履行仪器。同期,积累更种种的碱基修饰、碱基肖似物和更精准的测序期间,epi-bit DNA存储的界限和可靠性齐将进一步提高。”
表不雅比特DNA存储框架为大界限数据存储提供了全新的贬责决策,有望残害DNA存储的本钱和速率壁垒。该期间的建造,还展现了非传统分子比特在数据存储中的私有上风,为异日干系分子信息系统的算计奠定了基础。北京大学钱珑算计员、张成算计员、欧阳颀培植和好意思国亚利桑那州立大学颜颢培植为本文的共同通信作家。本算计获取了德国斯图加特大学刘娜团队、成齐瀚辰光翼科技有限背负公司、大连理工大学张强团队、华北电力大学杨静团队的鼎力撑捏。本算计的iDNAdrive履行获取了北京大学2024年iGEM团队的鼎力撑捏。
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