科学探索|中国科学家把汉字存入DNA,DNA存储未来如何发展?

近日 , 东南大学师生团队成功将该校校训“止于至善”存入一段DNA序列 , 实现了DNA存储技术的新突破 , 并将相关成果发表在国际学术期刊《科学·进展》上 。刘宏团队改进传统的化学合成方法 , 运用电化学方法 , 将东南大学校训“止于至善”4个字“翻译”为DNA序列 , 并将其存储在电极上 , 随后又成功读取出来 。
“我们的重要突破点就是实现了DNA合成与测序环节的一体化 , 实现一体化后 , DNA存储的效率和准确性会提高 , 更容易实现大规模的数据存储 。”
近年来该领域迎来一个新的研究方向——DNA存储 , 这项研究有助于解决大数据时代数据存储难题 。”
1994年 , 比尔盖茨坐在33万张纸上 , 手中拿着一张光盘告诉全世界:一张光盘能记录的内容 , 比这33万张纸都多 。
“未来5-15年 , 中国科学家将在数据中心 , 手中拿着一管DNA告诉全世界:这里面记录的是当前全世界的数据 。” 日前 , 中国科学院院士樊春海对未来DNA存储技术的前景作出如此预判 。
什么是DNA存储技术?为何它被寄予如此厚望?
DNA存储技术取得新突破
随着互联网和人工智能等信息技术和数字技术的快速发展 , 信息量呈指数级飞快增长 , 磁盘、硬盘、闪存等传统存储介质已经逐渐不能满足全世界范围内数据存储的需要 。
在此背景下 , 信息技术和生物技术交融下的DNA存储技术逐渐走入我们的视野 。
近日 , 东南大学师生团队成功将该校校训“止于至善”存入一段DNA序列 , 实现了DNA存储技术的新突破 , 并将相关成果发表在国际学术期刊《科学·进展》上 。

科学探索|中国科学家把汉字存入DNA,DNA存储未来如何发展?
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东南大学师生团队研发的DNA存储电极 。供图/刘宏团队
“DNA是一种序列确定的生物大分子 。DNA存储技术就是将生物DNA分子进行编码 , 从而在DNA序列上存储信息 。” 东南大学生物电子学国家重点实验室刘宏教授介绍道 。
刘宏团队改进传统的化学合成方法 , 运用电化学方法 , 将东南大学校训“止于至善”4个字“翻译”为DNA序列 , 并将其存储在电极上 , 随后又成功读取出来 。“因为我本身就有电化学的背景 , 电极是我们最常用到的工具 , 所以就想到以这个为切入点来研究 。”
“我们的重要突破点就是实现了DNA合成与测序环节的一体化 , 目前大多数DNA存储的合成和测序是分开的 , 实际上这是一个比较偏实验室的基础研究 。”刘宏表示 , “实现一体化后 , DNA存储的效率和准确性会提高 , 更容易实现大规模的数据存储 。”
谈及研究初衷 , 刘宏表示:“东南大学生物电子学国家重点实验室 , 一直从事生物电子方面的研究 , 近年来该领域迎来一个新的研究方向——DNA存储 , 于是我们在一年前开始了这项研究 。更重要的是 , 这项研究有助于解决大数据时代数据存储难题 。”
据国际数据公司IDC统计 , 全球数据信息总量将从2018年的30ZB(Zettabyte , 十万亿亿字节)增长到2025年的163ZB 。
“现在数据产生的速度 , 远远要超过我们生产这些存储介质的速度 , 所以必须要有新的介质来解决这个难题 。”刘宏表示 。