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重慶誕生“DNA活字打印機”

技術達到世界領先水平,可大幅降低DNA存儲成本

2024年12月07日09:20 | 來源:重慶日報網
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近日,位於兩江新區的中科計算技術西部研究院,實驗人員正在調試DNA活字打印機“畢昇一號”樣機。記者 張錦輝 攝\視覺重慶

近日,位於兩江新區的中科計算技術西部研究院,實驗人員正在調試DNA活字打印機“畢昇一號”樣機。記者 張錦輝 攝\視覺重慶

近日,記者從位於兩江新區的中科計算技術西部研究院(以下簡稱西研院)獲悉,該院與中國科學院北京基因組研究所(國家生物信息中心)、中國科學院計算技術研究所等多家科研機構經過3年多的合作,研發出“DNA活字打印機”技術,以及基於該技術的工程樣機“畢昇一號”。

這是重慶誕生的首台“DNA活字打印機”,它可以將數據全自動寫入人工合成的DNA中,技術達到世界領先水平,可顯著降低DNA存儲系統的使用成本。

西研院科研人員楊東鑫介紹,大數據時代,全球數據增長呈現井噴之勢。根據IDC的預測,僅2024年,全球就將生成約159.2ZB數據(1ZB等於1萬億GB,電腦硬盤的1TB僅等於1024GB)。

為存儲海量數據,全球各地建起大量數據中心。硬盤、U盤等也不斷“擴容”,但硬盤壽命往往不足10年,每5—6年就需要更新。市場急需一種體積小、容量大、保存壽命長的存儲介質。攜帶海量遺傳信息的脫氧核糖核苷酸(DNA),就是一種很好的存儲工具。

DNA具有超高存儲密度,1克DNA理論上攜帶有455EB(1EB約等於10億GB)的數據,1公斤DNA就能存儲全球數據。同時,存儲數據的DNA能以干粉狀態保存,在恆溫條件下,數據可完好保存上萬年。十多年前,國際上已提出基於DNA的數據存儲技術,但傳統DNA數據存儲技術成本高昂。

“畢昇一號”DNA活字存儲技術的成本,約為每兆字節(MB)122美元(1GB等於1024MB)。相較於現有的DNA存儲技術,成本優勢顯著。

“DNA活字存儲”系統為啥能大幅降低成本?因為用傳統的DNA數據存儲技術,相當於“雕版印刷”,隻能一次性使用,所以成本昂貴。而使用“DNA活字存儲”,“活字”可以重復使用,隻需重新“排列組合”即可,因而成本大幅降低。

研究團隊透露,后續研究將通過一系列技術革新,進一步降低存儲成本。通過增加活字連接段數和優化反應體系,他們有信心將存儲成本削減至每兆字節0.06美元。目前,這項研究成果已在國際知名期刊《ADVANCED SCIENCE》(《尖端科學》)發表。(新重慶-重慶日報記者 申曉佳)

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(責編:陳易、劉政寧)

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