DNA硬碟

DNA硬碟

DNA硬碟是哈佛大學的研究人員研究出的將數據通過DNA鏈存儲的方法,原理是為核酸中的鹼基賦予二進制值,隨後通過微流體晶片對基因序列合成,從而使該序列與相關數據集相匹配。1立方毫米即可存儲704TB的數據,相當於數百個硬碟的容量。只需手掌般大小的人造DNA,便可容納全世界高達30億TB的數據,而存儲這樣的數據在簡單的環境下即可以保存長達數千年。

簡介

DNA硬碟DNA硬碟

DNA硬碟是哈佛大學的研究人員已研究出將數據通過DNA鏈存儲的方法,原理是為核酸中的鹼基賦予二進制值,隨後通過微流體晶片對基因序列合成,從而使該序列與相關數據集相匹配。

1立方毫米即可存儲704TB的數據,相當於數百個硬碟的容量。

實驗

DNA存儲DNA存儲
這個由喬治·切齊(GeorgeChurch)、瑟里拉姆·庫蘇里(SriramKosuri)和高原(YuanGao,音譯)領導的團隊可以將96比特數據存儲到DNA鏈中。

具體方法則是為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶分別賦予二進制值,隨後通過微流體晶片對基因序列進行合成,從而使該序列的位置與相關數據集相匹配。讀取存儲在DNA硬碟上的內容時,可以通過DNA測序,使其轉換成計算機編碼。

該技術共同研究者、歐洲生物信息研究所劍橋研究員NickGoldman在《自然》雜誌發表的文章中指出,DNA是一種存儲信息非常可靠的途徑,正因為如此人類才可以從長毛猛獁象骨骼中提取DNA,從而追溯和獲得好幾萬年前的一些信息。
從事該研究的團隊已經在幾乎不可見的微量DNA中儲存了154首莎士比亞十四行詩、一張照片、一篇PDF的科學論文和美國民權領袖馬丁·路德·金“我有一個夢想”的演講片段 。

套用實例

美國Agilent公司的EmilyLeproust稱,他們從網上下了一些檔案,讓一家美國的生物技術公司在實驗室中使用DNA分子技術將這些數據整合到成千上萬的DNA片段中,最終的結果看起來就像一個小小的灰塵。然後Agilent公司將樣品橫跨大西洋郵寄到EBI,那邊的研究員將樣品浸泡在水中稀釋並採用標準的測序機器去解讀其中的代碼,結果發現能夠完全恢復這些檔案並且準確度100%。NickGoldman補充稱,它密度如此高又小的如此難以置信,它不需要任何動力去儲存和運輸,並且保存也非常容易。
共同研究者EwanBirney稱,這個過程涉及到將數位化信息的1和0轉換成四個字母的DNA鹼基序列,然後這些序列被合成到DNA片段中,如果需要這些內容讓機器讀取DNA分子便可完全恢復這些信息。雖然讀取過程花了兩個星期的時間,但未來技術進步將推動縮短這個時間。研究員表示這樣的存儲然驚人,但有一個缺點是人工合成DNA的成本太高,不過一旦存儲,從理論上來講這些數據可以安全存放許多個世紀 。

技術難點

存儲流程緩慢,因此不能存儲對時效性要求較高的數據。

另外,DNA鏈相對比較脆弱,所以不適合數據傳輸。

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