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重庆诞生“DNA活字打印机” 技术达到世界领先水平,可大幅降低DNA存储成本

  • 重庆日报 2024-12-07 09:30

近日,位于两江新区的中科计算技术西部研究院,实验人员正在调试DNA活字打印机“毕昇一号”样机(记者 张锦辉 摄\视觉重庆)

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  近日,记者从位于两江新区的中科计算技术西部研究院(以下简称西研院)获悉,该院与中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)、中国科学院计算技术研究所等多家科研机构经过3年多的合作,研发出“DNA活字打印机”技术,以及基于该技术的工程样机“毕昇一号”。

  这是重庆诞生的首台“DNA活字打印机”,它可以将数据全自动写入人工合成的DNA中,技术达到世界领先水平,可显著降低DNA存储系统的使用成本。

  西研院科研人员杨东鑫介绍,大数据时代,全球数据增长呈现井喷之势。根据IDC的预测,仅2024年,全球就将生成约159.2ZB数据(1ZB等于1万亿GB,电脑硬盘的1TB仅等于1024GB)。

  为存储海量数据,全球各地建起大量数据中心。硬盘、U盘等也不断“扩容”,但硬盘寿命往往不足10年,每5—6年就需要更新。市场急需一种体积小、容量大、保存寿命长的存储介质。携带海量遗传信息的脱氧核糖核苷酸(DNA),就是一种很好的存储工具。

  DNA具有超高存储密度,1克DNA理论上携带有455EB(1EB约等于10亿GB)的数据,1公斤DNA就能存储全球数据。同时,存储数据的DNA能以干粉状态保存,在恒温条件下,数据可完好保存上万年。十多年前,国际上已提出基于DNA的数据存储技术,但传统DNA数据存储技术成本高昂。

  “毕昇一号”DNA活字存储技术的成本,约为每兆字节(MB)122美元(1GB等于1024MB)。相较于现有的DNA存储技术,成本优势显著。

  “DNA活字存储”系统为啥能大幅降低成本?因为用传统的DNA数据存储技术,相当于“雕版印刷”,只能一次性使用,所以成本昂贵。而使用“DNA活字存储”,“活字”可以重复使用,只需重新“排列组合”即可,因而成本大幅降低。

  研究团队透露,后续研究将通过一系列技术革新,进一步降低存储成本。通过增加活字连接段数和优化反应体系,他们有信心将存储成本削减至每兆字节0.06美元。目前,这项研究成果已在国际知名期刊《ADVANCED SCIENCE》(《尖端科学》)发表。

  记者 申晓佳

编辑:范瀞予
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