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科學家實現(xiàn)數(shù)據(jù)首次存入DNA內(nèi)并可無損讀取

2016-04-13 09:50:47

來源:科技日報

據(jù)美國華盛頓大學(UW)官網(wǎng)消息,來自該校和微軟的科學家在DNA儲存數(shù)據(jù)方面的研究更進了一步:他們通過將1和0編碼轉(zhuǎn)換成腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶這四種構(gòu)成DNA的核苷酸序列,把圖片和視頻成功儲存在DNA片段中,并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無損讀取,最新研究或?qū)氐鬃兏镉嬎銠C存儲方式。

據(jù)英國《每日郵報》近日報道,人類“數(shù)字宇宙”的數(shù)據(jù)總量有望在2020年達到44萬億GB,屆時將超出我們的存儲能力,為了彌補存儲空間的不足,科學家們嘗試將數(shù)據(jù)信息存儲在DNA內(nèi)。UW計算機科學和工程學副教授路易斯·瑟茲表示:“生命制造出DNA這個令人驚嘆的分子,其能有效存儲各種與人的基因和生命系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù),它非常緊湊且經(jīng)久耐用?!?/p>

在最新研究中,研究人員將來自圖像和視頻的數(shù)字數(shù)據(jù)中的0和1長序列轉(zhuǎn)化成了DNA序列的四個基本組成部分。隨后,數(shù)字數(shù)據(jù)被分成片段并通過合成為大量人造DNA分子進行存儲,這種分子能被脫水并保存很長時間。而且,使用DNA測序技術(shù),研究人員能“閱讀”這一數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化為最初的形式,實現(xiàn)了圖片的無損讀取,這一研究將能填滿整個沃爾瑪超市的數(shù)字數(shù)據(jù)壓縮到一塊方糖大小。

瑟茲說:“我們用一系列分子生物學實驗證明了我們系統(tǒng)設(shè)計的可行性,我們成功地將數(shù)據(jù)存儲在DNA內(nèi)并執(zhí)行隨機讀取讀回了原來的值?!?/p>

研究人員解釋稱,與目前的數(shù)字存儲技術(shù)相比,DNA分子將數(shù)據(jù)存儲的緊密度提高了數(shù)百萬倍。而且,我們目前使用的閃存、硬盤、磁盤以及光介質(zhì)等存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備會在數(shù)年后有所損壞,但新方法可將信息保存數(shù)個世紀。

不過,科研人員稱目前也面臨一個巨大的挑戰(zhàn),即提升新方法的性價比和效率,從而使其能大規(guī)模地應(yīng)用。(劉霞)

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