据美国华盛顿大学(UW)官网消息,来自该校和微软的科学家在DNA储存数据方面的研究更进了一步:他们通过将1和0编码转换成腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶这四种构成DNA的核苷酸序列,把图片和视频成功储存在DNA片段中,并实现了数据的无损读取,最新研究或将彻底变革计算机存储方式。
据英国《每日邮报》近日报道,人类“数字宇宙”的数据总量有望在2020年达到44万亿GB,届时将超出我们的存储能力,为了弥补存储空间的不足,科学家们尝试将数据信息存储在DNA内。UW计算机科学和工程学副教授路易斯·瑟兹表示:“生命制造出DNA这个令人惊叹的分子,其能有效存储各种与人的基因和生命系统有关的数据,它非常紧凑且经久耐用。”
在最新研究中,研究人员将来自图像和视频的数字数据中的0和1长序列转化成了DNA序列的四个基本组成部分。随后,数字数据被分成片段并通过合成为大量人造DNA分子进行存储,这种分子能被脱水并保存很长时间。而且,使用DNA测序技术,研究人员能“阅读”这一数据并将其转化为最初的形式,实现了图片的无损读取,这一研究将能填满整个沃尔玛超市的数字数据压缩到一块方糖大小。
瑟兹说:“我们用一系列分子生物学实验证明了我们系统设计的可行性,我们成功地将数据存储在DNA内并执行随机读取读回了原来的值。”
研究人员解释称,与目前的数字存储技术相比,DNA分子将数据存储的紧密度提高了数百万倍。而且,我们目前使用的闪存、硬盘、磁盘以及光介质等存储数据的设备会在数年后有所损坏,但新方法可将信息保存数个世纪。
不过,科研人员称目前也面临一个巨大的挑战,即提升新方法的性价比和效率,从而使其能大规模地应用。
荷兰乌得勒支大学研究人员开发出一款全新荧光传感器,可在活细胞乃至活体生物中实时监测DNA损伤及修复过程,为癌症研究、药物安全测试和衰老生物学等领域提供了重要的新工具。相关成果发表于新一期《自然·通讯》......
三维基因组互作与表观遗传修饰是基因表达调控的重要因素,其动态变化与细胞生长发育及癌症等疾病的发生发展密切相关。解析染色质在活细胞内的时空动态,是理解基因调控机制的重要科学问题。现有基于CRISPR-C......
1812年,法国皇帝拿破仑一世从俄罗斯莫斯科撤退时,其大部分军队因饥饿、疾病和寒冷的冬天而损失殆尽。如今,对这撤退途中丧生的30万士兵的部分遗骸的DNA的分析发现,两种未曾预料到的细菌性疾病很可能增加......
1812年夏,法兰西皇帝拿破仑·波拿巴率50万大军入侵俄罗斯帝国。然而到12月时,这支军队仅余零星残部。历史记载将此次“全军覆没”归因于饥寒交迫与斑疹伤寒。但一项新研究表示,从士兵牙齿中提取的DNA,......
美国北卡罗来纳大学研究团队研发出一种名为“DNA花朵”的微型机器人。这种机器人具有独特的自适应环境变化能力,能够像生物体一样,根据周围环境改变形状和行为。“DNA花朵”机器人由DNA与无机材料结合形成......
瑞士苏黎世联邦理工学院科学家在最新一期《自然》杂志上发表论文称,他们开发出一款名为MetaGraph的DNA搜索引擎,能快速、高效地检索公共生物学数据库中的海量信息,为研究生命科学提供了强大的专业工具......
究竟是什么让人脑与众不同?美国加州大学圣迭戈分校研究团队发现了一个名为HAR123的小型DNA片段,这将是解开人类大脑独特性之谜的关键。相关研究成果发表于新一期《科学进展》杂志。最新研究表明,HAR1......
究竟是什么让人脑与众不同?美国加州大学圣迭戈分校研究团队发现了一个名为HAR123的小型DNA片段,这将是解开人类大脑独特性之谜的关键。相关研究成果发表于新一期《科学进展》杂志。最新研究表明,HAR1......
基因组编辑技术作为生命科学领域的一项重要突破,为基础研究和应用开发提供了技术支撑。以CRISPR及其衍生技术为代表的编辑系统通过可编程的向导RNA引导Cas9等核酸酶靶向基因组特定位点,被广泛应用于特......
神经元中基因编辑的插图。图片来源:杰克逊实验室哪怕在五年前,人们也会认为在活体大脑中进行DNA修复是科幻小说中才有的情节。但现在,科学家已能进入大脑、修复突变,并让细胞在整个生命周期中维持住这种修复效......