本站 3 月 18 日消息，據(jù)中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所（國(guó)家生物信息中心）消息，來(lái)自該所等單位的科研人員受我國(guó)古代活字印刷術(shù)啟發(fā)，提出了一種經(jīng)濟(jì)高效的 DNA 活字存儲(chǔ)方法，并成功研發(fā)出 DNA 活字噴墨打印機(jī)“畢昇一號(hào)”。相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表于《Advanced Science》雜志。

據(jù)介紹，DNA 作為天然的數(shù)據(jù)信息編碼存儲(chǔ)材料（A-T-C-G 四進(jìn)制編碼），因其高密度（為現(xiàn)有存儲(chǔ)介質(zhì)的 107 倍）、長(zhǎng)壽命（低溫下可穩(wěn)定保存長(zhǎng)達(dá)數(shù)千萬(wàn)年）、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，成為一種極具潛力的解決大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)困境的替代方案。但目前絕大多數(shù) DNA 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)采用類似“雕版印刷”的設(shè)計(jì)策略，合成成本高、耗時(shí)長(zhǎng)，極大限制了 DNA 存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

為突破現(xiàn)有 DNA 存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用瓶頸，國(guó)家生物信息中心應(yīng)用發(fā)展部陳非研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所處理器全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室譚光明、卜東波團(tuán)隊(duì)、中科計(jì)算技術(shù)西部研究院段勃團(tuán)隊(duì)合作，借鑒我國(guó)古代四大發(fā)明之“活字印刷術(shù)”邏輯，創(chuàng)新提出了一種經(jīng)濟(jì)高效的“DNA 活字存儲(chǔ)”設(shè)計(jì)思路。

該設(shè)計(jì)思路的核心是“DNA 活字”，它由預(yù)制的 20 nt 短雙鏈 DNA 片段構(gòu)成，可編碼 1 字節(jié)的內(nèi)容、地址或校驗(yàn)數(shù)據(jù)信息，每個(gè)片段兩端帶有 4 nt 的粘性末端，通過(guò)一步多級(jí)酶連技術(shù)形成 DNA 活字塊，最終這些活字塊可通過(guò)活字塊兩端的限制性酶切位點(diǎn)克隆到質(zhì)粒中直接體外保存，其亦可通過(guò)轉(zhuǎn)化大腸桿菌體內(nèi)保存。

團(tuán)隊(duì)為了實(shí)現(xiàn) DNA 活字存儲(chǔ)流程的自動(dòng)化，研發(fā)了一款可實(shí)現(xiàn) DNA 活字高通量打印寫入的設(shè)備 ——DNA 活字噴墨打印機(jī)“畢昇一號(hào)”，成功打印存儲(chǔ)并 100% 精準(zhǔn)解碼文本、圖片、音頻和視頻等多種類型的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件。

本站從中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所獲悉，研究團(tuán)隊(duì)估算目前初代系統(tǒng)一個(gè) DNA 活字可打印 10000 次，存儲(chǔ)成本可降至 122 美元 / MB，低于目前所有報(bào)道的 DNA 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)；初代系統(tǒng)的打印效率約為 4 字節(jié) / 秒，用時(shí)遠(yuǎn)低于目前的從頭合成的 DNA 存儲(chǔ)技術(shù)。相關(guān)成果論文鏈接如下：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202411354