突破性技术使DNA数据存储更加实用和可扩展

与许多技术一样，大自然在数据存储方面早已超越了我们-仅一克的DNA就能存储2.15亿GB的数据。但是，由于一种名为DORIS的新技术，人造DNA数据存储系统很快就会变得更加实用，该技术可以在室温下读写文件而不会损坏DNA。

您体内的每个细胞都包含大量令人难以置信的信息，编码为DNA。将其用作数据存储系统是一个令人兴奋的前景，科学家表示，极高的密度将使我们能够在一个鞋盒中存储整个可访问的Internet(估计为7000亿GB)。

随着密度的增长，寿命也随之延长。我们最好的固态驱动器和蓝光光盘最多只能有几十年的使用寿命，而且只有在保持最佳状态的情况下才可以。另一方面，脱氧核糖核酸可能持续数百万年。

不幸的是，由于在读取和写入数据时需要一些麻烦的过程，因此目前在大规模情况下不可行。但是在这项新研究中，北卡罗莱纳州立大学(NCSU)的研究人员在克服其中一些障碍方面取得了突破。

该研究的共同通讯作者阿尔伯特·基恩(Albert Keung)说：“大多数现有的DNA数据存储系统都依靠聚合酶链反应(PCR)来访问存储的文件，这在复制信息方面非常有效，但也带来了一些重大挑战。”“我们已经开发了一个不依赖于PCR的系统，称为动态操作和可重用信息存储或DORIS。这帮助我们解决了实际实施DNA数据存储技术所面临的一些主要障碍。”

在基于PCR的系统中，信息被编码为在“遗传汤”中自由游动的DNA链。引物结合序列附着在这些链的末端，并像文件名一样起作用。当需要特定文件时，可使用PCR在汤中搜索正确的引物结合序列，并检索并复制所附DNA链中的信息。

问题是，为了达到该引物结合顺序，需要将汤加热然后冷却以将双链DNA撕开。逐渐破坏了原始文件，这意味着需要集成供热和制冷技术。总之，这切入了DNA数据存储系统的实用性。

但是这项新研究的研究人员说，他们的系统绕过了这些问题。听起来很简单– DORIS的引物结合序列是由悬在末端的单链DNA尾部组成。这使系统无需撕开数据编码的DNA链即可查找和检索文件。

该研究的共同通讯作者詹姆斯·塔克说：“换句话说，DORIS可以在室温下工作，这使得开发在现实世界中可行的DNA数据管理技术更加可行。”

该团队还说，这可以提高DORIS的信息密度，并且在读取原始文件时不会消耗原始文件。这些突出的序列也可以按需修改，因此用户可以重命名或删除文件，甚至可以锁定它们，以便其他用户找不到它们。

目前，DORIS是一种有效的概念验证，但研究人员计划继续进行研究，以使系统更加有效。

Keung说：“我们已经开发了DORIS的功能原型，因此我们知道它可以工作。”“我们现在对扩大规模，加快速度并将其放入能够自动执行该过程的设备感兴趣-使其变得用户友好。”

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