目前,科技进步迅速,数据存储技术革新备受瞩目。我国科研团队成功开发了“毕昇一号”DNA活字喷墨打印机,该设备突破了DNA存储技术的瓶颈,引发了广泛关注。

合作成果

毕昇一号:DNA存储技术的革命性突破,未来数据存储将如何颠覆现有技术?  第1张

3月18日,快科技发布消息称,中国科学院北京基因组研究所的陈非领导的研究团队,与计算技术研究所的谭光明、卜东波联合团队,以及段勃团队携手合作,成功研发了“毕昇一号”DNA活字喷墨打印设备。这一成果凝聚了多个团队的努力与智慧,为该创新技术的诞生奠定了稳固的基础。团队成员凭借各自专业领域的知识储备,经过长时间的不懈奋斗,最终达成了这一重要的技术突破。

各科研团队在其专业范围内积累了深厚的知识储备。北京基因组研究所专注于基因组学的研究,计算技术研究所在算法及计算能力方面表现卓越。众多团队的优势相互补充,合力攻克DNA存储技术难关,为“毕昇一号”的研发提供了有力保障,最终实现了该项目的成功。

设计思路

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多数DNA数据存储技术采用了与雕版印刷相似的合成方式,每次使用DNA都必须重新合成。这种做法导致成本较高,且过程耗时,对DNA存储技术的应用产生了较大的限制。与此相对,“毕昇一号”项目借鉴了我国古代活字印刷的原理,呈现出了明显的创新性。

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活字印刷术以可重复使用著称,“毕昇一号”继承了这一特性。该技术运用20nt短双链DNA片段构建DNA活字,实现了数据编码,并在创新上突破了传统模式,为DNA数据的保存开辟了新的途径。

核心结构

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“毕昇一号”的核心技术基于DNA活字技术。此技术以预先制备的短双链DNA片段为基本构建单元。这些片段的两端各含有4个核苷酸的粘性末端。通过一步多级酶连技术,这些片段可组装成DNA活字块。该活字块的结构设计既精细又科学合理。

“毕昇一号”具备独特的结构特性,这使其性能表现卓越。其粘性末端能够确保DNA片段之间精确对接,同时酶连技术的运用增强了这一过程的效率和稳定性,从而为数据存储和打印环节提供了坚实的基础。

存储方式

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活字块可在质粒中通过限制性酶切位点进行体外保存,同时亦能通过大肠杆菌转化在生物体内储存。这两种保存方式各有优势,为数据的长期保存提供了多种选择途径。

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体外存储技术便于对活字单元进行细致研究和方便操作,而体内存储则借助大肠杆菌的特性,显著增强了数据的稳定性和安全性。采用多种存储方法,显著提升了“毕昇一号”在实际应用中的适用性和效率。

功能特点

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“毕昇一号”功能全面,能够打印并存储不同类型的计算机数据文件,涵盖文本、图像、音频及视频等。该设备在数据解码方面表现出极高的准确率,达到100%。这些特性充分体现了它在数据处理领域的精准度和稳定性。

“‘毕昇一号’适用于多种文件处理需求,涵盖日常办公文档、高清晰度图片以及关键音频视频。该设备拥有出色的解码能力,保证了数据的准确读取,同时确保存储内容能够完整无误地恢复。”

成本与效率

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研究团队评估指出,初代DNA活字系统拥有超过一万次的打印潜能,其存储成本仅为每兆字节122美元,这一价格低于目前所有DNA数据存储方法。同时,该系统的打印速度可达每秒4字节,所需时间明显少于最新的DNA合成存储技术。

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“毕昇一号”具备低成本和高效特点,在激烈的市场竞争中表现出强劲实力。数据存储需求不断增长,该技术不仅有效降低成本,还显著提高效率。预计未来,它将在行业中发挥至关重要的角色。

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