中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)陈非团队与其他研究所合作研发的“毕昇一号”DNA活字喷墨打印机,是一项具有创新意义的科技成果。这项技术借鉴了中国古代活字印刷术的原理,旨在解决DNA存储技术在成本和效率上的问题,推动DNA存储技术的实际应用。以下是对这项技术的一些关键点分析:
1. 成本和效率优势:
- 传统的DNA数据存储技术类似于雕版印刷,每次存储都需要合成新的DNA,导致成本高和耗时长。
- “毕昇一号”采用活字印刷的方式,使得DNA片段可以重复使用,大大降低了成本和时间消耗。
2. DNA活字技术:
- 核心是预制的20nt短双链DNA片段,每个片段可以编码1字节的内容、地址或校验数据信息。
- 每个片段两端带有4nt的粘性末端,通过多级酶连技术形成DNA活字块。
3. 存储和保存方式:
- DNA活字块可以通过限制性酶切位点克隆到质粒中进行体外保存,也可以通过转化大肠杆菌进行体内保存。
4. 数据类型和解码精度:
- “毕昇一号”能够打印并存储文本、图片、音频和视频等多种类型的计算机数据文件。
- 该设备可以100%精准解码这些数据,保证了存储数据的完整性和可靠性。
5. 成本和效率的具体数据:
- 初代系统的一个DNA活字可以打印10000次,显著提高了使用效率。
- 存储成本可降至122美元/MB,低于目前所有报道的DNA数据存储系统。
- 打印效率约为4字节/秒,远高于从头合成的DNA存储技术。
综上所述,“毕昇一号”DNA活字喷墨打印机的研发,不仅在技术上实现了创新突破,而且在成本和效率上具有明显优势。这项技术有望推动DNA存储技术的实际应用,为解决大数据存储问题提供新的解决方案。随着技术的进一步发展和完善,DNA存储有望在未来的数据存储领域发挥重要作用。