在DNA“字母表”中掺入新字母，可使数据存储密度翻倍

时间：2024-12-24 12:21:16

与大多数直觉一样，大人为的数据集存储设备系统-DNA足以超过了我们带入的任何东西。全因，伊利诺伊大学厄曼恩-香槟校本部的研究课题人员通过在其“英文词组”之前加到额外的英文字母，将容量大翻了一番，并开发新了一种重新读取方式将。

DNA由四种核残基的一三组三均是由：N-、三组蛋白、胞嘧啶和胸腺嘧啶。这些残基用英文字母 A、G、C 和 T 坚称，以不尽相同的顺序一三组在一起而成型单个生物的远景。这个信息存储设备系统的容量更为超乎，一克 DNA 必需存储设备据统计215 PB（2.15 亿 GB）的数据集。

这当然使它已是现代社会更为有吸引力的潜在存储设备解决方案—互联网的全部素材可以装在一个满载 DNA 的“抽屉”之前。现在，科学家看到了一种早先，可将这种容量大再翻一倍。

除了不一定的 A、G、C 和 T，该的团队有效地在 DNA 英文词组之前加到了额外的七个“英文字母”。这些英文字母采用化学修饰氨基酸的形式，新建了更多不尽相同的一三组，并允许在大致相同数量的物理空间内存储设备更多信息。

研究课题著者Kasra Tabatabaei说：“如果你只有四个英文字母可以用于，那么带入的字词也是有限的。但如果你有基本的英文词组，就让可以产生无限的字词一三组。”

当然，加到额外的氨基酸显然原有的读取数据集的系统将无法识别它们，因此该的团队还开发新了一个可以识别它们的新系统。DNA 末端通过特殊设计的RNA之前的聚乙烯孔来检测到单个单元，无论它们是天然的还是合成的。然后，机器努力学习算法对存储设备在其之前的信息进行解码。

研究课题的另一著者Chao Pan 说：“我们尝试了 11 种氨基酸的 77 种不尽相同一三组，我们的方法必需理想对应每一种。而且，识别不尽相同氨基酸的浅层努力学习框架是通用的，可以提倡到许多其他领域。”

除了扩大容量大外，早先还将信息重写DNA所需的时间减少了一半，这对于DNA来说不一定是一个远比缓慢的现实生活。

该研究课题论文新书“Expanding the Molecular Alphabet of DNA-Based Data Storage Systems with Neural Network Nanopore Readout Processing”，已发表在《聚乙烯电视新闻》上。

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