壹定发登录《Nature》新|开心麻花之搞基三国|型DNA“活字印刷机”快速存储

发布时间 :2024-06-142024-11-01 壹定发EDF化学集团

  印刷机和活字印刷术(可以排列和上墨的金属字母)的发明引发了文艺复兴和信息爆炸◈ღ✿,这种爆炸一直持续到今天◈ღ✿。

  现在◈ღ✿,研究人员报告说◈ღ✿,在分子水平上应用可移动字体的概念◈ღ✿,大大加快了在DNA链中编码数据的能力◈ღ✿,DNA链是一种难以置信的高密度存储信息的介质◈ღ✿。

  独立研究人员说◈ღ✿,尽管目前只在实验室中进行了演示◈ღ✿,但今天在《Nature》杂志上报道的这种新方法可以为新兴的DNA数据存储行业注入活力◈ღ✿,因为它可以使重要信息存档几十年甚至更长时间都具有成本效益◈ღ✿。

  Altos实验室的基因组学专家Kun Zhang说◈ღ✿:“这是一个非常好的概念验证◈ღ✿,也是对以前DNA数据存储方法的重大改进◈ღ✿。”

  华盛顿大学的生物物理学家Jeff Nivala补充说◈ღ✿:“它绕过了需要从头合成DNA的DNA数据存储障碍◈ღ✿。”

  DNA数据存储的吸引力是巨大的◈ღ✿:一克DNA可以存储多达215pb的数据◈ღ✿,足以存储1000万小时的高清视频◈ღ✿。按照这个速度◈ღ✿,几辆皮卡卡车的DNA就可以存储人类记录的所有数据◈ღ✿。传统的电子硬盘在几年或几十年内就会退化壹定发壹定发游戏娱乐平台网址◈ღ✿,壹定发(中国游)官方网站◈ღ✿,◈ღ✿,而DNA可以持续数千年◈ღ✿。

  此外◈ღ✿,如今用DNA测序仪读出DNA四字母字母表编码的数据既直接又相对较快◈ღ✿。问题是写入数据◈ღ✿,这通常需要一次一个字母地合成定制的DNA链◈ღ✿。今天最快的DNA编写者每天可以合成大约3.2亿字节的DNA数据◈ღ✿。按照这个速度◈ღ✿,写出一克DNA需要近200万年的时间◈ღ✿。

  北京大学计算生物学家Long Qian表示◈ღ✿:“与硬盘驱动器相比◈ღ✿,它负担不起◈ღ✿,因为写入速度相当慢开心麻花之搞基三国◈ღ✿。”

  为了加快速度◈ღ✿,Qian和她的同事们从活字印刷术中寻找灵感◈ღ✿,活字印刷术最初是在公元1040年左右在中国发明的开心麻花之搞基三国◈ღ✿,比约翰内斯·古腾堡的印刷机早400年◈ღ✿,他们使用瓷器而非金属◈ღ✿。作为“纸”◈ღ✿,他们合成了长标准化的单链DNA模板片段◈ღ✿。对于“类型”◈ღ✿,他们合成了数百个短单链DNA“砖块”◈ღ✿,每个“砖块”长24个碱基◈ღ✿,其序列被设计成沿着DNA模板与特定区域结合◈ღ✿。

  然后◈ღ✿,研究人员转向细胞中一种叫做甲基化的自然过程◈ღ✿,用数字0或1对积木进行编码◈ღ✿。在体内壹定发登录◈ღ✿,细胞将甲基(一个碳原子和三个氢原子)附着在特定的DNA序列上◈ღ✿,以指示哪些基因应该在不同的组织中表达和沉默◈ღ✿。

  为了存储DNA壹定发app客户端◈ღ✿,◈ღ✿, Qian和她的同事们添加了一种酶◈ღ✿,将甲基连接到一些DNA砖块(1s)上壹定发登录壹定发登录◈ღ✿,而留下其他的(0)◈ღ✿。就像文艺复兴时期的排字工人一样◈ღ✿,他们选择砖块◈ღ✿,用合适的15和0与模板对齐◈ღ✿,以编码他们想要的任何数字文件◈ღ✿。放置在溶液中◈ღ✿,砖块很快找到并连接到模板上相应的序列壹定发登录◈ღ✿。

  最后◈ღ✿,研究人员必须“墨汁”打字并打印到纸上◈ღ✿。他们添加了一种被称为甲基转移酶的酶◈ღ✿,这种酶可以将砖块上的所有甲基复制到模板链上的邻近位置◈ღ✿,然后可以通过商业DNA测序机读取◈ღ✿。他们演示了写入和读取包含近27万比特的文件◈ღ✿,足以对老虎和大熊猫等高分辨率图像进行编码◈ღ✿。

  Qian说◈ღ✿,目前用这种方法写入数据的成本约为每比特0.003美元◈ღ✿。虽然这比DNA合成公司对每个新DNA字母的收费要高◈ღ✿,但钱相信商业化操作将比她的实验室使用更少的试剂来降低成本◈ღ✿。

  但是Qian说壹定发手机在线游戏网址◈ღ✿,这项研究已经证明了将数据写入DNA的速度加快了◈ღ✿。钱估计◈ღ✿,这种新方法的商业版本可以达到每天2tb的速度◈ღ✿,比目前最好的商业DNA合成器提高了6000倍壹定发登录◈ღ✿。Qian和她的同事们现在正在寻找除了甲基之外的其他化学标记来修饰DNA模板◈ღ✿,以便每条链编码更多的数据◈ღ✿,并进一步加快速度开心麻花之搞基三国◈ღ✿。如果成功◈ღ✿,活字印刷术可能不仅是古代的突破之一◈ღ✿,也是未来的突破之一◈ღ✿。

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