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天津大學(xué)DNA存儲(chǔ)取得重大突破 可讓信息保存萬年(2)

2022-09-17 17:50:11 來源：新京報(bào) A+A-

DNA存儲(chǔ)技術(shù)概念圖

DNA存儲(chǔ)高效低耗，但作為一種鏈?zhǔn)缴锎蠓肿?，在體外常溫保存時(shí)會(huì)面臨DNA斷裂降解等風(fēng)險(xiǎn),，嚴(yán)重影響信息存儲(chǔ)的長期可靠性,，是亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題,。對此，元英進(jìn)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了基于德布萊英圖理論的序列重建算法來解決DNA斷裂等問題,。該算法結(jié)合貪婪路徑搜索和循環(huán)冗余校驗(yàn)碼來實(shí)現(xiàn)斷裂DNA片段的高效從頭組裝,，從原理上支持了DNA存儲(chǔ)的長期可靠性。

結(jié)合該序列重建算法（內(nèi)碼）與噴泉碼算法（外碼）,，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)編碼了6.8MB敦煌壁畫,，合成了承載圖片信息的DNA片段21萬條。為數(shù)據(jù)的長期可靠性,，團(tuán)隊(duì)制備了一個(gè)沒有任何特殊保護(hù)的DNA水溶液樣本,，并在70℃下加速樣本斷裂、降解長達(dá)十周,。處理后的DNA片段80%以上都發(fā)生了斷裂錯(cuò)誤,，依靠設(shè)計(jì)的序列重建算法依然可以準(zhǔn)確組裝并解碼96.4%以上的片段，再通過噴泉碼解決少量片段丟失的問題,，原始的敦煌壁畫圖片依然能夠完美恢復(fù),。根據(jù)理論推算，這種程度的高溫破壞相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)室常溫25℃一千年或者9.4℃長達(dá)兩萬年的自然保存,。

這是繼基于人工合成染色體的酵母體內(nèi)信息存儲(chǔ)模式取得突破后,，天津大學(xué)合成生物學(xué)團(tuán)隊(duì)在DNA信息體外存儲(chǔ)模式上取得的又一重要突破。

(責(zé)任編輯：王藝萌)

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