3 月 18 日消息，據(jù)中國科學(xué)院北京基因組研究所（國家生物信息中心）消息，來自該所等單位的科研人員受我國古代活字印刷術(shù)啟發(fā)，提出了一種經(jīng)濟高效的 DNA 活字存儲方法，并成功研發(fā)出 DNA 活字噴墨打印機“畢昇一號”。相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表于《Advanced Science》雜志。

據(jù)介紹，DNA 作為天然的數(shù)據(jù)信息編碼存儲材料（A-T-C-G 四進(jìn)制編碼），因其高密度（為現(xiàn)有存儲介質(zhì)的 107 倍）、長壽命（低溫下可穩(wěn)定保存長達(dá)數(shù)千萬年）、低能耗等優(yōu)點，成為一種極具潛力的解決大數(shù)據(jù)存儲困境的替代方案。但目前絕大多數(shù) DNA 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)采用類似“雕版印刷”的設(shè)計策略，合成成本高、耗時長，極大限制了 DNA 存儲技術(shù)的實際應(yīng)用。

為突破現(xiàn)有 DNA 存儲技術(shù)的應(yīng)用瓶頸，國家生物信息中心應(yīng)用發(fā)展部陳非研究團隊與中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所處理器全國重點實驗室譚光明、卜東波團隊、中科計算技術(shù)西部研究院段勃團隊合作，借鑒我國古代四大發(fā)明之“活字印刷術(shù)”邏輯，創(chuàng)新提出了一種經(jīng)濟高效的“DNA 活字存儲”設(shè)計思路。

該設(shè)計思路的核心是“DNA 活字”，它由預(yù)制的 20 nt 短雙鏈 DNA 片段構(gòu)成，可編碼 1 字節(jié)的內(nèi)容、地址或校驗數(shù)據(jù)信息，每個片段兩端帶有 4 nt 的粘性末端，通過一步多級酶連技術(shù)形成 DNA 活字塊，最終這些活字塊可通過活字塊兩端的限制性酶切位點克隆到質(zhì)粒中直接體外保存，其亦可通過轉(zhuǎn)化大腸桿菌體內(nèi)保存。

團隊為了實現(xiàn) DNA 活字存儲流程的自動化，研發(fā)了一款可實現(xiàn) DNA 活字高通量打印寫入的設(shè)備 ——DNA 活字噴墨打印機“畢昇一號”，成功打印存儲并 100% 精準(zhǔn)解碼文本、圖片、音頻和視頻等多種類型的計算機數(shù)據(jù)存儲文件。

IT之家從中國科學(xué)院北京基因組研究所獲悉，研究團隊估算目前初代系統(tǒng)一個 DNA 活字可打印 10000 次，存儲成本可降至 122 美元 / MB，低于目前所有報道的 DNA 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)；初代系統(tǒng)的打印效率約為 4 字節(jié) / 秒，用時遠(yuǎn)低于目前的從頭合成的 DNA 存儲技術(shù)。相關(guān)成果論文鏈接如下：