深圳科学家破解DNA存储技术世界性难题

　　深圳科学家破解DNA存储手艺天下性难题
　　“DNA硬盘”登上顶级期刊

　　4月25日，《自然-盘算科学》揭晓了由深圳华大生命科学研究院主导的研究功效，研究团队开创了一套独具优势的编解码系统，用以解决当前DNA信息存储领域的手艺难题。

　　据悉，研究团队连系DNA双链模子，开创了一套比特—碱基编解码系统，并在实验中验证了该系统在信息密度、手艺兼容性、数据恢复稳固性等多方面的优势。

　　广州日报全媒体记者王纳

　　DNA数据存储拥有伟大潜能

　　我们知道，所有信息在盘算机中只由二进制的方式存储，即0和1两个数码。而生物的遗传信息则储存在DNA中，以A、T、G、C四种碱基显示。

　　也许你会思索：倘若把信息语言的0和1，转换为生物语言的ATGC，我们是不是就能把各种信息恒久地保留在DNA中，让DNA成为“完善”的存储器了？善于把假设变为现实的科学家，已经用现实研究功效对这个问题给出了乐观的回覆。这也就是这项研究的主要意义。

　　深圳华大生命科学研究院科研职员告诉记者，DNA的数据存储潜能实在是逾越现有信息存储器的。

　　随着5G手艺、大数据、人工智能等领域的蓬勃生长，海量数据若何耐久稳固存储已成为亟待解决的一浩劫题，而以“BT+IT”融合的DNA信息存储手艺，或能为这个问题提供更优解，因此受到了越来越多的关注。

　　事着实存储信息这件事上，DNA可以说是坐拥数十亿年履历的资深先进。相较于现有的U盘、硬盘、磁带等介质，DNA具备无法对比的优势。

　　一是超高的信息密度。2012年《科学》杂志文章指出，1克DNA理论上可以存储455EB数据，相当于数万万个1TB移动硬盘的巨细。

深圳发布“电子产品翻新产业知识产权刑事合规指引”

（全媒体记者王纳）4月25日，在第22个“世界知识产权日”前夕，深圳市人民检察院发布了《深圳市检察机关电子产品翻新产业知识产权刑事合规指引（试行）》（以下简称《指引》），并举办“电子产品翻新产业高峰论坛”。

　　二是超长的待机时间。DNA作为相对稳固的分子，其半衰期长达521年，在理想状态下甚至可保留成千上万年。

　　三是超强的生物兼容性。DNA作为绝大多数生物遗传信息的载体，相对无机物、金属等存储介质而言，具有更强的生物兼容性。

　　2019年，“DNA数据存储器”入选《时代周刊》年度100项最佳发现。我们有理由信托，DNA依附其独家自然优势，在信息密度、复制与维护成本、使用寿命等方面都具有推翻现有手艺的伟大潜能。

　　这项手艺从2012年起步至今短短十年时间，DNA信息存储领域已取得不少令人瞩目的研究功效，包罗检索、修改等高级功效也已完成原理验证性的测试，以微软、谷歌等产业巨头形成的DNA存储同盟更是在为其商业化普遍互助蓄势。

　　深圳科学家巧妙破难题

　　然则，若何在保证信息转换效率和手艺兼容的同时，大幅提高信息恢复的稳固性？这是DNA存储中编解码系统存在的棘手问题。现在，DNA存储的手艺壁垒，深圳华大生命科学研究院(以下简称“华大研究院”)提供了全新的解决思绪。

　　4月25日，华大研究院、深圳国家基因库等多家机构的研究团队团结在《自然》子刊《自然-盘算科学》揭晓研究论文。研究团队连系DNA双链模子，开创了一套比特—碱基编解码系统，验证了该系统在信息密度、手艺兼容性、数据恢复稳固性等多方面的优势。

　　华大研究院团队以两套差其余规则，划分对两条二进制信息举行“一对一”编译转换，再取两者统一交集的部门为最终解，实现将两条自力的信息组合统一为一串DNA序列。

　　机智的同伙可能会问，人工合成的DNA要保留在哪？现在，常用的保留方式分为体内和体外两种模式，两者孰优孰劣尚未形成明确定论。为了全方位验证新系统的信息恢复稳固性，华大研究院团队通过体外DNA干粉和细胞体内大片断两种存储环境举行测试，皆实现了原始存储数据的完整恢复。

　　在体外模式方面，研究效果证实，深圳科学家研究的编码接纳的线性数据恢复模式在每种DNA分子的平均拷贝数仅有100时，仍然能恢复最高88%的原始数据。

　　在体内模式方面，研究将信息存在了酵母活细胞的体内，酵母菌株经由1000代以上传代之后，信息仍可以被完善恢复。这在一定水平上意味着，行使活体细胞作为DNA存储的载体，上千年后原始信息或仍能被解读。这样的存储方式可以获得靠近于自然DNA分子存储理论极限的物理信息密度，每克DNA能存储的信息量约为432.2EB。据透露，华大研究院团队曾将《开国大典》影片存储于DNA中。

　　该研究由深圳华大生命科学研究院主导，深圳国家基因库、首都师范大学、美国哈佛大学等多个研究团队配合介入。华大研究院平质博士为论文第一作者。

　　信托随着华大等全球科研机构、数字信息产业界的不停突破，在不远的未来，“DNA硬盘”将成为我们一样平常生涯中必不能少的数据存储装备之一。

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