
记者从天津大学获悉,该校合成生物学团队翻新DNA留存算法,将十幅精选敦煌壁绘存进DNA中,经历添快老化真验考据壁绘新闻在真验室常暖下可保管千年,在9.4℃下可保管二万年。该算法支撑DNA份子成为全国上 切实的数据留存介质之一,可让面对老化拆卸垂危的人类文明遗产新闻保管千年万年。
该效果近日发表于《当然·通信》上。

DNA留存的敦煌壁绘
从结绳记事、仓颉造字到磁带、硬盘等现代磁光电留存岁月,人类文化的发扬取留存岁月稠切有关。跟着科学岁月的入步,数据留存式样没有断迭代翻新。中邦科学院院士、天津大学元英入传授元首团队始终力求于下一代留存岁月——DNA留存。“据邦际数据公司预计,到2025年齐球数据总量将到达惊人的175ZB(1ZB≈10的21次方字节)。齐全国皆在修数据核心,数据核心的能耗是惊人的。DNA留存因为其高留存稠度取矮能耗解决等特性,被视为一种极具后劲的留存岁月,成为应答数据留存延长挑战的新机遇。”元英入院士先容讲。
2021年8月元英入传授团队与患上DNA留存的沉大冲破,从新编码设计合成为了一条长度为254886碱基对于、博用于数据留存的酵母人为染色体,将二弛经典图片以及一段视频留存于人造染色体中,坑骗酵母繁衍真现了数据不变复制,并用纳米孔测序器件真现了数据速快读出取无错复原。

DNA留存岁月观念图
DNA留存高效矮耗,但作为一种链式生物大份子,在体外常暖保管时会见临DNA断裂落解等严重,风险浸染新闻留存的长时间切实性,是亟待处理的闭键科学识题。对于此,元英入团队设计了基于德布莱英图理论的序列沉修算法来处理DNA断裂等问题。该算法联结贪心道径查找以及轮回冗余校验码来真现断裂DNA片断的高效从新组建,从本理上支撑了DNA留存的长时间切实性。
联结该序列沉修算法(内码)取喷泉码算法(外码),团队设计编码了6.8MB敦煌壁绘,合成为了装载图片新闻的DNA片断21万条。为数据的长时间切实性,团队制备了一个不任何非常包庇的DNA水溶液样原,并在70℃下添快样原断裂、落解长达十周。解决后的DNA片断80%以上皆发生了断裂舛误,依托设计的序列沉修算法依然也许确切组建并解码96.4%以上的片断,再经历喷泉码处理小批片断丧失的问题,本初的敦煌壁绘图片依然可能完好复原。根据理论推算,这类水准的高暖败坏至关于真验室常暖25℃一千年或许者9.4℃长达二万年的当然保管。
这是继基于人为合成染色体的酵母体内新闻留存模式与患上冲破后,天津大学合成生物学团队在DNA新闻体外留存模式上与患上的又一沉要冲破。
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