重庆诞生“DNA活字打印机”

人民网 2024-12-07 10:27:51

近日，位于两江新区的中科计算技术西部研究院，实验人员正在调试DNA活字打印机“毕昇一号”样机。记者张锦辉摄\视觉重庆

近日，记者从位于两江新区的中科计算技术西部研究院（以下简称西研院）获悉，该院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等多家科研机构经过3年多的合作，研发出“DNA活字打印机”技术，以及基于该技术的工程样机“毕昇一号”。

这是重庆诞生的首台“DNA活字打印机”，它可以将数据全自动写入人工合成的DNA中，技术达到世界领先水平，可显著降低DNA存储系统的使用成本。

西研院科研人员杨东鑫介绍，大数据时代，全球数据增长呈现井喷之势。根据IDC的预测，仅2024年，全球就将生成约159.2ZB数据（1ZB等于1万亿GB，电脑硬盘的1TB仅等于1024GB）。

为存储海量数据，全球各地建起大量数据中心。硬盘、U盘等也不断“扩容”，但硬盘寿命往往不足10年，每5—6年就需要更新。市场急需一种体积小、容量大、保存寿命长的存储介质。携带海量遗传信息的脱氧核糖核苷酸（DNA），就是一种很好的存储工具。

DNA具有超高存储密度，1克DNA理论上携带有455EB（1EB约等于10亿GB）的数据，1公斤DNA就能存储全球数据。同时，存储数据的DNA能以干粉状态保存，在恒温条件下，数据可完好保存上万年。十多年前，国际上已提出基于DNA的数据存储技术，但传统DNA数据存储技术成本高昂。

“毕昇一号”DNA活字存储技术的成本，约为每兆字节（MB）122美元（1GB等于1024MB）。相较于现有的DNA存储技术，成本优势显著。

“DNA活字存储”系统为啥能大幅降低成本？因为用传统的DNA数据存储技术，相当于“雕版印刷”，只能一次性使用，所以成本昂贵。而使用“DNA活字存储”，“活字”可以重复使用，只需重新“排列组合”即可，因而成本大幅降低。

研究团队透露，后续研究将通过一系列技术革新，进一步降低存储成本。通过增加活字连接段数和优化反应体系，他们有信心将存储成本削减至每兆字节0.06美元。目前，这项研究成果已在国际知名期刊《ADVANCED SCIENCE》（《尖端科学》）发表。（新重庆-重庆日报记者申晓佳）

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来源：人民网

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