我國(guó)科學(xué)家在嗜鹽菌基因組中構(gòu)建便攜式DNA數(shù)字信息存儲(chǔ)系統(tǒng)

在DNA分子中編碼并存儲(chǔ)數(shù)字信息，可實(shí)現(xiàn)高密度、低能耗、超長(zhǎng)壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，是打破大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)瓶頸的潛力技術(shù)之一。雖然主流的寡核苷酸池存儲(chǔ)可借助高通量合成和測(cè)序技術(shù)存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)讀取依賴大型測(cè)序儀和專業(yè)生化操作，且多次提取后有數(shù)據(jù)耗竭的可能，因此不適用于存儲(chǔ)具有頻繁讀取需求的數(shù)據(jù)。近日，北京大學(xué)在《Advanced Science》發(fā)表題為“Mobile and self-sustained data storage in bacterial genomic DNA”的文章。

研究團(tuán)隊(duì)利用極端微生物嗜鹽菌的生長(zhǎng)特性，開發(fā)了一個(gè)便攜式和數(shù)據(jù)自維護(hù)的DNA存儲(chǔ)系統(tǒng)，以滿足中等規(guī)模熱數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求。團(tuán)隊(duì)使用大片段基因整合技術(shù)將50kb攜帶人工信息的DNA插入嗜鹽菌基因組。嗜鹽菌可在開放培養(yǎng)的非實(shí)驗(yàn)室條件下穩(wěn)定、高保真的復(fù)制其攜帶的信息DNA，并在高頻讀取實(shí)驗(yàn)中快速恢復(fù)信息量。通過(guò)算法優(yōu)化數(shù)字信息到DNA序列的編碼，使其具有生物相容性和在低測(cè)序量下對(duì)高測(cè)序錯(cuò)誤率的糾錯(cuò)能力，團(tuán)隊(duì)在便攜納米孔測(cè)序儀上實(shí)現(xiàn)了信息的即時(shí)、無(wú)損恢復(fù)。據(jù)測(cè)算，該系統(tǒng)可支持每毫升TB量級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量。

該研究在主流DNA存儲(chǔ)框架外另辟蹊徑，向構(gòu)建冷、熱數(shù)據(jù)并重的DNA存儲(chǔ)生態(tài)邁出了重要一步。

注：此研究成果摘自《Advanced Science》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。

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