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DNA存储技术获突破,双螺旋链存整部《绿野仙踪》

2020-8-6 环球解密

美国德克萨斯大学奥斯汀分校(UT-Austin)日前成功地将整部《绿野仙踪》小说存储在DNA链上,实现了DNA存储技术准确度和效率的突破。

“我们在编码算法上实现了关键性突破,即使DNA存储介质受损的情况下,也能正确地读取里面的信息。”研究员之一分子生物学副教授芬克斯坦(Ilya Finkelstein)说。

DNA存储技术是新一代存储技术的重要研究领域。DNA存储介质更禁得起机械损伤,可以永久地保存信息,而且很节省空间:其效率是目前存储技术的500万倍──整个互联网的信息使用一个鞋盒的空间就足够容纳。多家科技公司在进行DNA存储技术的研究,包括谷歌和微软。

目前DNA存储技术最大的瓶颈,在于容易出错,而且隐蔽。现在的磁盘存储,遇到错误,只会导致信息缺失,读取的时候系统可以感知信息的错误。而DNA存储不一样,它产生的错误是以增加或删除的不同形式发生,导致系统根本无法知晓错误的发生,而读取到的却是完全不同的信息。

以前,DNA存储技术通常采用把相同一段信息存储10~15遍的方法应对这个问题。当读取的时候,通过将不同的版本进行比较挑选正确的信息。

这份研究找到了一种新方法。“我们找到一个方法把信息以点阵式存储,每段信息都在支持其它片段的信息。这样,这些信息只需要被读取一次。”合作研究员琼斯(Stephen Jones)说。

另外,这份研究称将小说翻译成人工语言也大大降低错误的严重程度。

研究人员解释说,这种人工语言可以避开DNA容易出错,或难以读取的片段;根据信息类型的不同,语言自身的参数也可以进行调整。比如,小说中缺少一个单词的后果,将比金融系统中少一个零的后果轻得多。

为了证明这种方法的效率,研究人员特别地把存有《绿野仙踪》的DNA片段置于高温、高度潮湿的环境下。即使DNA链受到恶劣环境的损害,但是研究人员仍然成功地读出上面的信息。

这份研究近期刊登在美国国家科学院院刊(PNAS)上。

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