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
2024-12-07 07:42:17 來源: 新重慶-重慶日報
重慶日報訊 (新重慶-重慶日報記者 申曉佳)近日,記者從位于兩江新區(qū)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(jīng)過3年多的合作,研發(fā)出“DNA活字打印機”技術,以及基于該技術的工程樣機“畢昇一號”。
這是重慶誕生的首臺“DNA活字打印機”,它可以將數(shù)據(jù)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(tǒng)的使用成本。
西研院科研人員楊東鑫介紹,大數(shù)據(jù)時代,全球數(shù)據(jù)增長呈現(xiàn)井噴之勢。根據(jù)IDC的預測,僅2024年,全球就將生成約159.2ZB數(shù)據(jù)(1ZB等于1萬億GB,電腦硬盤的1TB僅等于1024GB)。
為存儲海量數(shù)據(jù),全球各地建起大量數(shù)據(jù)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約等于10億GB)的數(shù)據(jù),1公斤DNA就能存儲全球數(shù)據(jù)。同時,存儲數(shù)據(jù)的DNA能以干粉狀態(tài)保存,在恒溫條件下,數(shù)據(jù)可完好保存上萬年。十多年前,國際上已提出基于DNA的數(shù)據(jù)存儲技術,但傳統(tǒng)DNA數(shù)據(jù)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(jié)(MB)122美元(1GB等于1024MB)。相較于現(xiàn)有的DNA存儲技術,成本優(yōu)勢顯著。
“DNA活字存儲”系統(tǒng)為啥能大幅降低成本?因為用傳統(tǒng)的DNA數(shù)據(jù)存儲技術,相當于“雕版印刷”,只能一次性使用,所以成本昂貴。而使用“DNA活字存儲”,“活字”可以重復使用,只需重新“排列組合”即可,因而成本大幅降低。
研究團隊透露,后續(xù)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(shù)和優(yōu)化反應體系,他們有信心將存儲成本削減至每兆字節(jié)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(fā)表。
責任編輯:陳霞