研究职员一贯在关注 DNA 作为数据存储介质的潜力,由于 DNA 能够在极小的空间内存储大量信息。
DNA 链中有四个重复涌现的基本构件。这些模块的特定序列可以用来编码信息,就像大自然一样。要制作 DNA 芯片,必须合成并稳定相应的编码 DNA。如果效果良好,信息可以保存很永劫光--研究职员假设可以保存几千年。通过自动读取和解码四个基本构件的序列,就可以检索信息。

这种芯片在存储密度、寿命和可持续性方面都优于传统的硅基芯片。

信息可以以 DNA 的形式存储在由半导体纳米纤维素制成的芯片上。光控蛋白质读取信息。图片来源:维尔茨堡大学生物信息学系主任
DNA 数据存储面临的寻衅
德国维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学(Julius-Maximilians-Universität,JMU)生物信息学教研室主任托马斯-丹德卡尔(Thomas Dandekar)教授说:\"大众大容量、龟龄命的数字 DNA 数据存储是可行的,这一事实近年来已多次得到证明。但存储本钱很高,每兆字节靠近 40 万美元,而且 DNA 中存储的信息只能缓慢检索。根据数据量的大小,须要数小时到数天的韶光\公众。
研究职员必须战胜这些寻衅,才能使 DNA 数据存储更加适用和适销对路。这方面的得当工具是光控酶和蛋白质网络设计软件。托马斯-丹德卡(Thomas Dandekar)及其主席团队成员阿曼-阿卡什(Aman Akash)和埃琳娜-本库洛娃(Elena Bencurova)在《生物技能趋势》(Trends in Biotechnology)杂志最近的一篇评论中谈论了这一问题。
Dandekar 的团队笃信,DNA 作为数据存储的未来。在该杂志上,JMU 的研究职员展示了如何将分子生物学、纳米技能、新型聚合物、电子学和自动化结合起来,再加上系统化的开拓,使 DNA 数据存储在几年内就能用于日常利用。
创新的DNA芯片开拓
在 JMU 生物中央,Dandekar 的团队正在开拓由细菌生产的半导体纳米纤维素制成的 DNA 芯片。教授说:\公众通过我们的观点验证,我们可以展示目前的电子和打算机技能如何被分子生物元件部分取代。通过这种办法,不仅可以实现可持续发展、完备可回收、纵然在电磁脉冲或电力故障时也能保持高稳定性,而且还可以实现每克 DNA 高达十亿千兆字节的高存储密度。\"大众
托马斯-丹德卡认为,DNA 芯片的开拓具有主要意义的,他说:\"大众只有当我们跃进到这种结合了分子生物学、电子学和新型聚合物技能的新型可持续打算机技能领域时,我们的文明才能长久。对人类来说,最主要的是走向与地球边界和环境相折衷的循环经济。我们须要在 20 到 30 年内实现这一目标。芯片技能是这方面的一个主要例子,但生产芯片而不产生电子废物和环境污染的可持续技能尚未成熟。我们的纳米纤维素芯片观点为此做出了宝贵贡献。在这篇新论文中,我们对我们的观点进行了严格审查,并结合当前的研究创新进一步推进了这一观点。\"大众
进一步改进 DNA 存储介质
Dandekar 的团队目前正致力于将半导体纳米纤维素制成的 DNA 芯片与他们开拓的设计酶更好地结合起来。这些酶还须要进一步改进。
\"大众通过这种办法,我们希望能更好地掌握 DNA 存储介质,使其能够存储更多的内容,同时还能节约本钱,从而逐步实现在日常生活中作为存储介质的实际运用。\公众







