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《美国科学家开发出“打孔卡” DNA存储方法，有望实现更低成本、更大容量的DNA存储》

  • 来源专题：中国科学院文献情报生命健康领域集成服务门户
  • 编译者： 范月蕾
  • 发布时间：2020-05-04

  • 4月11日，美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校科学家开发出“打孔卡” DNA存储方法，有望实现更低成本、更大容量的DNA存储。研究人员利用酶切断DNA骨架上两个核苷酸之间连接的键，从而DNA上形成了一个缺口。该缺口标记的存在表示1，缺失则表示0。研究人员对亚伯拉罕•林肯的《葛底斯堡演说》的272个单词以及林肯纪念堂的14 KB图像进行了编码，将信息存储到具有450个碱基对的大肠杆菌DNA上，最终通过测序成功地读取文件。该方法无需合成DNA序列，可以像“打孔卡”一样处理几乎所有DNA分子，比依赖于合成DNA的存储方法成本更低，速度更快。相关研究成果发表于《自然通讯》期刊。

  • 原文来源：;https://www.nature.com/articles/s41467-020-15588-z
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  • 《美研究者开发“打孔卡”DNA存储方法》
    • 来源专题：生物科技领域知识集成服务
    • 编译者：陈方
    • 发布时间：2020-09-10
    • 基于合成DNA的数据存储系统因具有超高存储密度和长期稳定性而受到广泛关注，但现有方法都存在高成本、读写延迟和错误率的问题，使其无法与现代存储设备竞争，同时合成DNA也是一个主要瓶颈。 为了解决基于DNA的数据存储系统的诸多局限性，2020年4月8日美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校研究人员发表于Nature Communications上的文章提出了一种新的解决方案——“打孔卡” DNA存储方法，即用“刻痕”模式标记现有的DNA分子来编码数据，而不是从头开始自定义合成DNA。“打孔卡”DNA存储方法体系包括一个写入单元和一个读取单元：写入单元包括提取用作记录介质的天然DNA寄存器识别适当的刻线位置，并通过位置代码对数据进行编码；读取单元包括dsDNA变性、文库制备和NGS测序，随后是读取比对和解码。与所有以前提出的基于DNA的数据存储方法不同，研究人员开发的新系统将信息存储在DNA分子的磷酸糖骨架中，而不是它们的序列内容中，同时该方法把现有的遗传物质当作类似于早期打孔卡片的纸张，酶作为“打孔的设备”，通过重新编程为通用的酶，并使用天然大肠杆菌DNA串，实现了一个基于DNA的存储系统。DNA“打孔卡”这种大分子存储机制的方法该无需合成DNA序列，显著降低了写入延迟、增加了测读精度，可以像“打孔卡”一样处理几乎所有DNA分子，该方法有望实现更低成本、更大容量的DNA存储。         宋琪 编译自https://www.researchgate.net/publication/340510494_DNA_punch_cards_for_storing_data_on_native_DNA_sequences_via_enzymatic_nicking                               原文标题：DNA punch cards for storing data on native DNA sequences via enzymatic nicking
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  • 《中美科学家联合开发出基于蚕丝蛋白的高容量生物存储技术》
    • 来源专题：中国科学院文献情报生命健康领域集成服务门户
    • 编译者：陈大明
    • 发布时间：2020-08-14
    • 8月10日，上海微系统所陶虎课题组联合美国纽约州立大学石溪分校和德州大学奥斯汀分校相关课题组首次实现了基于蚕丝蛋白的高容量生物存储技术。这种存储技术以生物兼容性良好、易于掺杂功能化、降解速率可控的天然蚕丝蛋白作为信息存储介质，近场红外纳米光刻技术作为数字信息写入方式。到目前为止，团队已用这种技术实现了图像和音频文件准确记录、存储和“阅读”的原理验证。研究人员还表示，由于蚕丝蛋白存储器极易掺杂各种功能分子进行功能化，因而可增加信息存储的维度，有望成为下一代高容量、高可靠的信息存储技术。相关研究成果发表于《Nature Nanotechnology》期刊。
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