创新DNA存储算法 让敦煌壁画再“活”两万年

　　记者9月16日从天津大学获悉，该校合成生物学团队更始DNA存储算法，将10幅精选敦煌壁画存入DNA中，通过延缓老化尝试验证，壁画音讯正在尝试室常温下可废弃千年，正在9.4℃下可废弃两万年。该算法维持DNA分子成为寰宇上最冒险的数据存储介质之一，可能让回避老化破损危害的人类文明遗产音讯废弃千年万年。该收获近日揭晓于国际期刊《自然·通信》上。

　　人类野蛮的停滞与存储本领亲热联系，跟着科学本领的后退，数据存储格式络续迭代更始。中国科学院院士、天津大学元英进教练团队连续竭力于下一代存储本领——DNA存储的研发。

　　“据国际数据公司臆想，到2025年环球数据总量将抵达惊人的175ZB（1ZB约为1021字节）。全寰宇都正在筑数据边缘，数据边缘的能耗是惊人的。DNA存储因为其高存储密度与低能耗经管等特征，被视为一种极具潜力的存储本领，成为应对数据存储缩短寻事的新机缘。”元英进说。

　　2021年8月，元英进团队失去DNA存储磋商的轻微冲破。该团队从新编码策画合成了一条长度为254886碱基对、专用于数据存储的酵母人工染色体，将两张经典图片和一段视频存储于人制染色体中，诈欺酵母孳乳实行了数据不变复造，并用纳米孔测序器件实行了数据钝速读出与无错克复。

　　DNA存储高效低耗，但作为一种链式生物大分子，正在体外常温废弃时会晤临DNA断裂降解等危险，苛重影响音讯存储的临时冒险性，是亟待处置的根本科知识题。对此，元英进团队策画了基于德布莱英图实际的序列重筑算法来处置DNA断裂等成绩。该算法勾结知足路途探寻和轮回冗余校验码来实行断裂DNA片断的高效从新拆卸，从道理上维持了DNA存储的临时冒险性。

　　勾结该序列重筑算法（内码）与喷泉码算法（外码），团队策画编码了6.8MB（兆字节）敦煌壁画，合成了承载图片音讯的DNA片断21万条。为确保数据的临时冒险性，团队造备了一个没有任何普通摧毁的DNA水溶液样本，并正在70℃下延缓样本断裂、降解长达10周。经管后的DNA片断80%以上都产生了断裂舛误，倚赖策画的序列重筑算法还是可能约略拆卸并解码96.4%以上的片断，再通过喷泉码处置少量片断拾到的成绩，原始的敦煌壁绘图片还是不妨欠缺克复。遵循实际推算，这种水准的高温保护相当于尝试室常温25℃一千年或者9.4℃两万年的自然废弃。

　　这是继基于人工合成染色体的酵母体内音讯存储形式失去冲破后，天津大学合成生物学团队正在DNA音讯体外存储形式上失去的又一紧要收获。（记者 陈 曦 通信员 赵 晖）