天津大学DNA存储取得重大突破可让信息保存千年万年
新华社天津9月17日电(张建新、赵晖)记者从天津大学获悉,该校合成生物学团队创新DNA存储算法,将十幅精选敦煌壁画存入DNA中,通过加速老化实验验证壁画信息在实验室常温下可保存千年,在9.4℃下可保存两万年。该算法支持DNA分子成为世界上最可靠的数据存储介质之一,可以让面临老化破损危机的人类文化遗产信息保存千年万年。
该成果近日发表于《自然·通讯》上。
DNA存储的敦煌壁画
从结绳记事、仓颉造字到磁带、硬盘等现代磁光电存储技术,人类文明的发展与存储技术密切相关。随着科学技术的进步,数据存储方式不断迭代创新。中国科学院院士、天津大学元英进教授带领团队一直致力于下一代存储技术——DNA存储。"据国际数据公司估计,到2025年全球数据总量将达到惊人的175ZB(1ZB≈10的21次方字节)。全世界都在建数据中心,数据中心的能耗是惊人的。DNA存储由于其高存储密度与低能耗处理等特点,被视为一种极具潜力的存储技术,成为应对数据存储增长挑战的新机遇。"元英进院士介绍说。
2021年8月元英进教授团队取得DNA存储的重大突破,从头编码设计合成了一条长度为254886碱基对、专用于数据存储的酵母人工染色体,将两张经典图片和一段视频存储于人造染色体中,利用酵母繁殖实现了数据稳定复制,并用纳米孔测序器件实现了数据快速读出与无错恢复。
DNA存储技术概念图
DNA存储高效低耗,但作为一种链式生物大分子,在体外常温保存时会面临DNA断裂降解等风险,严重影响信息存储的长期可靠性,是亟待解决的关键科学问题。对此,元英进团队设计了基于德布莱英图理论的序列重建算法来解决DNA断裂等问题。该算法结合贪婪路径搜索和循环冗余校验码来实现断裂DNA片段的高效从头组装,从原理上支持了DNA存储的长期可靠性。
结合该序列重建算法(内码)与喷泉码算法(外码),团队设计编码了6.8MB敦煌壁画,合成了承载图片信息的DNA片段21万条。为数据的长期可靠性,团队制备了一个没有任何特殊保护的DNA水溶液样本,并在70℃下加速样本断裂、降解长达十周。处理后的DNA片段80%以上都发生了断裂错误,依靠设计的序列重建算法依然可以准确组装并解码96.4%以上的片段,再通过喷泉码解决少量片段丢失的问题,原始的敦煌壁画图片依然能够完美恢复。根据理论推算,这种程度的高温破坏相当于实验室常温25℃一千年或者9.4℃长达两万年的自然保存。
这是继基于人工合成染色体的酵母体内信息存储模式取得突破后,天津大学合成生物学团队在DNA信息体外存储模式上取得的又一重要突破。
日本女护士嫁中国将军,64年没有回过日本,女婿是航天之父钱学森她是钱学森的岳母,从一个日本女护士,逆袭成为中国将军的妻子,深受丈夫宠爱,生下歌唱家女儿,同时还成为了钱学森的岳母。此后的一生,更为了中国的抗日事业,奉献了自己的一生。这个女人到底
奇迹早晨书籍摘要介绍纠结于我们生活中我们无法改变的方面或感觉不好是没有意义的。你正在成为什么样的人是你现在和未来生活质量最重要的决定因素。当你改变早上醒来的方式时,你可以改变你的整个生活。早起的好
热榜前十实时摘要(202317正月廿七)1,车厂突然破产几十万车主有点慌据山东商报速豹新闻网2月16日报道,随着时间的推移,广汽菲克国产Jeep车主声讨维修保养难之声愈演愈烈。2022年10月31日,外资方Stellan
2023。2。15读报摘要1,农业农村部消息,2022年农民人均可支配收入首次突破2万元。2,市场监管总局统计显示,截至2023年1月,我国市场主体达1。7亿户,其中全国登记在册个体工商户达1。14亿户。3
越南美女满街走美女者,雅俗共赏,无论在哪里都是一道风景线。没去越南之前,原以为越南女子会像我们粤桂一带般大都干瘦。不曾想,许是越南气候湿润,饮食口味清淡,女孩子本来就皮肤白嫩,身材姣好。在越南的
连明星都爱的显瘦穿搭,不要错过哟新生代演员夏楠,凭借电视剧小丈夫中贾婷婷被观众熟知的,从而进入演艺圈。之后又陆续出演了如懿传鹤唳华亭等多部影视作品,以踏实的演技和灵动的形象获得不错反响。时尚真好看联合星媛时尚,为
张颂文的时尚穿搭,一件皮衣带来人生启迪最近,随着狂飙热播,大器晚成的演员张颂文走红,其过往的点滴都被网友扒出。不管是给网友真诚的回信,还是K歌的搞笑,宝藏男孩属性获得了许多观众的喜爱。有时尚博主总结,张颂文饰演的高启强
这些最便宜的劳力士表款,咱咬咬牙也能买得起在钟表界,没有哪个品牌能像劳力士一样受欢迎。欧米茄可能上过月球,百达翡丽可能更有声望,里查德米尔可能是rapper和职业运动员的新宠,但它们都无法撼动劳力士的地位。根据摩根士丹利2
又一女星脸崩!生图似小老太,苹果肌都快掉下来,下巴尖似刀削近日,女明星金晨出席某品牌线下活动,当天,她身穿一款黑色西装搭蓝色阔腿牛仔裤,干练中不失休闲风味,整个人打扮清爽利落,从她释出的图片来看,整个人充满了精致和俏丽感,养眼抢镜,青春又
刘嘉玲越老越敢穿,镂空裙,蕾丝裤,不伦不类真辣眼刘嘉玲五十多岁了,对穿衣打扮是丝毫不减当年,出席活动,低X礼服,很辣眼,是为了博人眼球还是为了好看呢?好看是真谈不上,博眼球这么老了也真是没得看呀有一次刘嘉玲出席活动时,身穿了一袭
万物随春醒,美好皆可期万物随春醒,那是红的花,绿的叶,蓝的天,绿的水,让人渴望而迫不及待。春天总是承载着最多的希望,酝酿着更多的花开。为见春天,严冬不再可惧,岁寒也不再难捱,春天到了就急不可耐地投入它的