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数字储存的未来:存入DNA

发布时间:2016.06.16

据美国华盛顿大学(UW)官网消息,来自该校和微软的科学家在DNA储存数据方面的研究更进了一步:他们通过将10编码转换成腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶这四种构成DNA的核苷酸序列,把图片和视频成功储存在DNA片段中,并实现了数据的无损读取。

采用DNA分子存储数据的研究开展得较早。1999年,Clelland等人首次将23个字符信息存入一段DNA中。编码数据量在2010年取得较大突破,Gibson等人采用细胞内编码的方法成功将1280个字符作为“水印”编码进一段细菌DNA中;在2012Goldman团队将154首莎士比亚十四行诗、一张欧洲生物信息研究所的JPG格式图片、一份关于DNA分子结构的PDF学术论文、马丁·路德·金演讲“我有一个梦想”的26秒片段以及一个编码系统文档统统存进了微量的DNA里。同年遗传学家GeorgeChurch的团队在Science杂志上发表的文章表示,他们将一本5.34万字的书籍、11张图片和一段Java程序存进了不到一沙克DNA中。

20158月,来自瑞士和美国的Grass国际研究小组用DNA83KB的数据进行了编码,把这些DNA密封在二氧化硅球体中,并加热到接近71摄氏度,持续一周时间,DNA分子完好无损,这相当于在10摄氏度环境下保存2000年。


据英国《每日邮报》近日报道,人类“数字宇宙”的数据总量有望在2020年达到44万亿GB,届时将超出草莓视频深夜释放自己app的存储能力,为了弥补存储空间的不足,科学家们尝试将数据信息存储在DNA内。

在最新研究中,研究人员将来自图像和视频的数字数据中的01长序列转化成了DNA序列的四个基本组成部分。随后,数字数据被分成片段并通过合成为大量人造DNA分子进行存储,这种分子能被脱水并保存很长时间。而且,使用DNA测序技术,研究人员能“阅读”这一数据并将其转化为最初的形式,实现了图片的无损读取,这一研究能将填满整个沃尔玛超市的数字数据压缩到一块方糖大小。

为了提高DNA分子的存储效率,该研究小组还对编码方式进行了改进。原来的方法是每两种核苷酸对应一个“0”或“1”编码数据,而新的方法则以霍夫曼编码方法为过渡,采用较短的核苷酸链长度实现了二进制信息的存储。

研究人员解释称,与目前的数字存储技术相比,DNA分子将数据存储的紧密度提高了数百万倍。而且,草莓视频深夜释放自己app目前使用的闪存、硬盘、磁盘以及光介质等存储数据的设备会在数年后有所损坏,但新方法可将信息保存数个世纪。

不过,现在这个过程的实现还比较昂贵。不过随着技术的进步,DNA存储的成本将会不断地降低。所以将来即使核冬天到来,草莓视频深夜释放自己app也可能找到一家DNA数据商店,并详细考察20世纪前人类的伟大发明和进步。

(编辑:陈婉琦 陈婧莹)


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