在DNA分子中編碼并存儲數(shù)字信息，可實現(xiàn)高密度、低能耗、超長壽命的數(shù)據(jù)存儲，是打破大數(shù)據(jù)存儲瓶頸的潛力技術(shù)之一。雖然主流的寡核苷酸池存儲可借助高通量合成和測序技術(shù)存儲海量數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)讀取依賴大型測序儀和專業(yè)生化操作，且多次提取后有數(shù)據(jù)耗竭的可能，因此不適用于存儲具有頻繁讀取需求的數(shù)據(jù)。近日，北京大學在《Advanced Science》發(fā)表題為“Mobile and self-sustained data storage in bacterial genomic DNA”的文章。
研究團隊利用極端微生物嗜鹽菌的生長特性，開發(fā)了一個便攜式和數(shù)據(jù)自維護的DNA存儲系統(tǒng)，以滿足中等規(guī)模熱數(shù)據(jù)的存儲需求。團隊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)的非實驗室條件下穩(wěn)定、高保真的復制其攜帶的信息DNA，并在高頻讀取實驗中快速恢復信息量。通過算法優(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序量下對高測序錯誤率的糾錯能力，團隊在便攜納米孔測序儀上實現(xiàn)了信息的即時、無損恢復。據(jù)測算，該系統(tǒng)可支持每毫升TB量級的數(shù)據(jù)存儲量。
該研究在主流DNA存儲框架外另辟蹊徑，向構(gòu)建冷、熱數(shù)據(jù)并重的DNA存儲生態(tài)邁出了重要一步。
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