基于DNA的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)又有新突破

中國(guó)存儲(chǔ)網(wǎng)
即使存儲(chǔ)密度達(dá)到新的高度,許多研究人員仍將目光投向了高密度信息存儲(chǔ)的范式轉(zhuǎn)變:將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在構(gòu)成DNA的四個(gè)核苷酸(A,T,G和C)中,這種方法有望實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬(wàn)個(gè)效率是當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的三倍。

即使存儲(chǔ)密度達(dá)到新的高度,許多研究人員仍將目光投向了高密度信息存儲(chǔ)的范式轉(zhuǎn)變:將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在構(gòu)成DNA的四個(gè)核苷酸(A,T,G和C)中,這種方法有望實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬(wàn)個(gè)效率是當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的三倍。盡管基于DNA的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了許多次,但仍存在許多障礙,要將其從概念驗(yàn)證轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎糜谏a(chǎn)和常規(guī)使用的可擴(kuò)展技術(shù)?,F(xiàn)在,得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的一組研究人員克服了其中的一個(gè)障礙,即使鏈條受損,也可以提高DNA數(shù)據(jù)檢索的可靠性。

“我們需要一種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法,以便以可讀格式在需要的時(shí)間和地點(diǎn)提供它們,”從事該項(xiàng)目的研究科學(xué)家Stephen Jones說(shuō)。“這個(gè)想法利用了生物學(xué)數(shù)十億年來(lái)一直在做的事情:將大量信息存儲(chǔ)在一個(gè)很小的空間中,可以持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。DNA不會(huì)占用太多空間,可以在室溫下存儲(chǔ),并且可以持續(xù)數(shù)十萬(wàn)年。”

但是,DNA容易出錯(cuò)-DNA的錯(cuò)誤會(huì)改變整個(gè)序列,與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中簡(jiǎn)單的丟失數(shù)據(jù)相比,破壞性要大得多。這意味著在現(xiàn)有的DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)中,將存儲(chǔ)許多數(shù)據(jù)副本,以便檢索程序可以相互評(píng)估重復(fù)項(xiàng)以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。

該研究的作者之一,分子生物學(xué)副教授伊利亞·芬克爾斯坦(Ilya Finkelstein)表示:“ [這項(xiàng)研究中的關(guān)鍵突破是一種編碼算法,即使在存儲(chǔ)過(guò)程中DNA鏈部分受損時(shí),也可以準(zhǔn)確檢索信息。”

瓊斯說(shuō):“我們找到了一種更像網(wǎng)格的方式來(lái)構(gòu)建信息的方法。” “每條信息都增強(qiáng)了其他信息。這樣,它只需讀取一次。” 此外,他們解釋說(shuō),他們的技術(shù)可以幫助他們確定某些信息的優(yōu)先級(jí),并避免DNA出現(xiàn)問(wèn)題或容易出錯(cuò)的部分。

為了測(cè)試他們的存儲(chǔ)方法,研究人員存儲(chǔ)了《綠野仙蹤》的副本(翻譯成世界語(yǔ)),然后將其置于高溫和極高的濕度下,破壞了DNA鏈。最終,他們成功地,高精度地檢索了信息。

霍金斯說(shuō):“我們?cè)噲D同時(shí)解決該過(guò)程中盡可能多的問(wèn)題,”霍金斯最近在UT的奧登計(jì)算工程與科學(xué)學(xué)院任職。“最終我們?nèi)〉昧朔欠驳某删汀?rdquo;

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