重庆首个“DNA活字印刷术”诞生 1公斤DNA可装下“全世界”数据

从甲骨到竹简，从纸张到光盘，从闪存到云存储……时代向前发展，信息与数据的存储方式也发生着巨变。

11月25日，来自明月湖科研院所中科计算技术西部研究院的消息，其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合作，历时3年完成，以活字印刷原理，推出了一种新颖、经济高效的“DNA活字存储”系统。其相关技术达到世界先进水平，这也是重庆首个“DNA活字印刷术”。

面对全球指数级的数据增长，DNA具有超高存储密度，仅1克DNA就足以存储1000万小时高清视频数据；1公斤DNA，便可装下“全世界”数据。

不过，现有的大多数DNA存储方法与传统的雕版印刷类似，需要为每个单独的数据文件进行成本高昂的化学合成，采用的是一种连续的、一次性使用的合成方法。

于是，上述联合项目团队从活字印刷术中汲取灵感，推出了一种新颖、经济高效的“DNA活字存储”系统。

系统利用预制的DNA活字短双链，编码特定的有效载荷、地址和校验和数据，这些DNA活字被酶连接/组装成内聚序列，称为“DNA活字块”，通过“毕昇一号”DNA活字存储喷墨打印机，把存储过程完全自动化，从选活字到喷活字，再到DNA片段连接、编解码、BioRAID校验纠错等，诸多步骤全自动化完成。这一创新避免了从头合成整个DNA序列编码文件的需要，将DNA活字存储成本降至122美元每兆字节。

其间，明月湖科研院所中科计算技术西部研究院主要承担“毕昇一号”DNA活字存储喷墨打印机原型机的设计研制与后续实验工作，团队仅用6个月时间自行设计制造出了DNA活字打印机驱动板等核心部件。

2021年4月，研究院首次基于“DNA活字存储”方案进行了全自动DNA存储联调试验，苏轼的《水调歌头•明月几时有》的第一句话被存入了DNA中，并在随后对存储的文件内容进行了测序读取。经验证，所有存储数据均能够正确读取，成功实现了全自动DNA存储这一过程。

在随后的实验中，陆续实现了对文本、图片、音频和视频文件存储与读取。

目前，研究院围绕“毕昇一号”DNA活字存储喷墨打印机已申请8个发明，2个实用新型专利。后续研究院将对设备进行完善升级，力争早日向市场推出低成本的DNA存储技术平台。

上游新闻记者 严薇