科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬

記者18日從中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所（國(guó)家生物信息中心）獲悉，受我國(guó)古代活字印刷術(shù)啟發(fā)，來(lái)自該所等單位的科研人員，提出了一種經(jīng)濟(jì)高效的DNA活字存儲(chǔ)方法，并成功研發(fā)出DNA活字噴墨打印機(jī)“畢昇一號(hào)”。相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》雜志。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，全球數(shù)據(jù)量飛速增長(zhǎng)，海量數(shù)據(jù)是推動(dòng)AI發(fā)展的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備存在壽命短、能耗高、占用空間大等問(wèn)題，難以滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。DNA作為一種天然的存儲(chǔ)介質(zhì)，具有高密度、長(zhǎng)壽命和低能耗的優(yōu)勢(shì)，被視為解決大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)難題的潛在方案。

“然而，目前大多數(shù)DNA存儲(chǔ)技術(shù)采用類似雕版印刷的設(shè)計(jì)策略，需要每次使用時(shí)重新合成DNA，不僅成本高，而且耗時(shí)長(zhǎng)，限制了DNA存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。”論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所（國(guó)家生物信息中心）研究員陳非說(shuō)。

為突破現(xiàn)有DNA存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用瓶頸，科研人員成功研發(fā)出新型DNA活字存儲(chǔ)技術(shù)。該技術(shù)的核心是使用預(yù)制的短DNA片段，每個(gè)片段可以存儲(chǔ)1字節(jié)的信息，然后像拼積木一樣通過(guò)酶連接組裝快速拼接形成DNA活字塊。這些DNA活字塊既能直接保存在質(zhì)粒中體外存儲(chǔ)，也能借助大腸桿菌實(shí)現(xiàn)生物體內(nèi)存儲(chǔ)。

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)DNA活字的自動(dòng)化存儲(chǔ)，科研人員研制了名為“畢昇一號(hào)”的DNA打印機(jī)。這臺(tái)設(shè)備能像噴墨打印機(jī)一樣批量“打印”DNA存儲(chǔ)活字塊，成功實(shí)現(xiàn)了文本、圖片、音頻、視頻等各類數(shù)字文件的高效存儲(chǔ)和精準(zhǔn)還原，解碼準(zhǔn)確率達(dá)到100%?！斑@一成果為DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展提供了新的思路和范式，并有望在未來(lái)建立規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化、市場(chǎng)化的DNA活字存儲(chǔ)全新生態(tài)系統(tǒng)?！标惙钦f(shuō)。