我们已经读过DNA数据存储即将走红．在20vwin彩票注册19年SynBioBeta大会上，这一点在该领域领导人的小组讨论后变得更加明确，该领域的领导人预测，如果投资得当，在DNA中存储信息的成本可能在短短5年内降至每tb 100美元。尽管自动化DNA读取/写入过程仍然存在挑战，但专家们越来越倾向于将DNA作为一种长期的信息存储解决方案，特别是用于归档具有文化意义的数据。

在DNA中存储数据

Kern Systems联合创始人亨利•李(Henry Lee)表示:“我们每天的很多互动都陷入了数据传输的困境。”

从猫的表情包到卫星照片，我们在全球产生的数据量呈指数级增长。存储这些数据的技术并没有进步得那么快。幸运的是，大自然已经进化出了自己优雅的信息存储解决方案:DNA。

DNA将制造人类或植物所需的所有信息储存在一个极其微小的包装中。一小群科学家正在努力复制这种存储策略，以保存数字数据。

微软首席研究经理卡琳·施特劳斯(Karin Strauss)表示:“这一切都是基于将比特转换为基数。”每两个比特的信息转化成四个DNA核苷酸中的一个。一旦序列在软件中绘制出来，DNA就被合成了

DNA存储方程的另一半是通过测序恢复比特(或读取DNA)。

“既然我们知道如何读取DNA，我们就总能读取它，所以这是一种永远相关的数据存储方式，”Strauss说。

接受和纠正错误

DNA合成和DNA测序技术并不是为书写和阅读数字信息而设计的。Twist Bioscience的首席技术官比尔·派克(Bill Peck)说，制造完美的DNA已经投入了大量的精力。但我们或许可以用好的软件来解决充满错误的序列。

“本质上，当我们在制造DNA时，我们实际上是在同时制造数百万个相同的分子，”李说。在数据存储系统中，可以将其用作冗余。数据科学家利用算法对数字媒体存储设备(如DVD)中的冗余进行编码。这种冗余可以用来纠正错误。

施特劳斯说:“我们非常能够容忍DNA中的错误，我们愿意为了其他好处而放弃某些质量。”计算机科学的美妙之处在于，我们仍然可以一点一点地恢复数据。

剩余的挑战

到目前为止，这个过程并不便宜。

当DNA合成时，它本质上是“打印”到硅芯片上，而硅是昂贵的。佩克说，Twist正在推动在单个芯片上可以打印多少DNA的极限，但这种创新也很昂贵。小组成员几乎一致认为，要使基于dna的数据存储成为现实，需要大量投资。

写-存储-读工作流中涉及的另一个重要成本是劳动力。

施特劳斯说:“现在有些作家和读者是完全自动化的，但整个过程不是自动化的。”从DNA合成到测序之间的一切，比如准备测序库，仍然是手工完成的。液体处理机器人可以提供帮助，但Strauss的团队正试图找到更经济实惠的自动化方法，这样整个过程就可以扩展。

Kern Systems和Molecular Assemblies正在努力通过创新制造工艺使合成更具可扩展性。他们专注于以酶为基础的合成，这是对我们过去30年来一直使用的以化学为基础的方法的范式的改变。

投资也是一个问题。

“我们正试图发明一种墨水来驱动打印机书写DNA，”Molecular Assemblies的联合创始人比尔•埃夫卡维奇(Bill Efcavitch)说，“但我们需要合作伙伴来大规模设计这些酶。”

早期采用者

虽然需要加大投资，以实现dna数据存储的规模化，但李预测，人们将在未来2-3年内开始使用这项技术。

Efcavitch说，政府机构可能是早期客户，因为他们需要长时间存储大量数据。

派克和施特劳斯一致认为，这项技术的首次使用很可能是存档。Peck说:“研究如何储存像音乐这样具有文化意义的信息有很多内在价值。”

接下来，李希望看到更多的人掌握这项技术。“我们感兴趣的是如何将其小型化，”他说。如果这项技术不被孤立，他预计生物黑客将帮助开发更多的应用程序。

未来的创新

从根本上说，在DNA中存储数字信息是一个非常简单的想法。当你开始想象这种技术在现实世界中的应用时，情况就变得复杂多了。

例如，当涉及到实际检索存储在DNA中的信息时，您可能不希望对整个文库进行排序。我们需要开发相当于数字搜索功能的DNA。Strauss的团队正在利用机器学习来开发分子内的搜索能力。

现在，重点是冷数据——不需要经常访问的数据。Strauss说:“直到最近，DNA测序仪都是基于批处理过程。”但是像Oxford Nanopore这样的新测序技术更加实时。实时排序是“热数据存储”方向的一步，但我们仍有很长的路要走。

“数字存储世界是如此的新，我们真的不知道5年后会是什么样子，”Peck说。具有讽刺意味的是，数字存储也是相对较新的东西，但现在，只有数字化的东西才被认为是存档的，所以这项技术的发展速度可能比我们想象的要快。

谈到热存储——闪存驱动器提供的一种即时、按需存取数据的方式——“让事情发生的最好方法是告诉一群科学家和工程师，这是不可能的，”Peck说。“所以,这是不可能的……”

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