我國(guó)科研人員在DNA存儲(chǔ)領(lǐng)域取得新突破

近日，東南大學(xué)師生團(tuán)隊(duì)成功將該校校訓(xùn)“止于至善”存入一段DNA序列，實(shí)現(xiàn)了DNA存儲(chǔ)技術(shù)的新突破。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。

據(jù)東南大學(xué)生物電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉宏教授介紹，大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)更大容量、更快速度的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式提出了更高要求，DNA存儲(chǔ)技術(shù)就是將生物DNA分子進(jìn)行編碼，從而在DNA序列上存儲(chǔ)信息。

圖為東南大學(xué)生物電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉宏教授（左）與學(xué)生觀察DNA存儲(chǔ)電極。（東南大學(xué)供圖）

“目前，國(guó)外DNA存儲(chǔ)技術(shù)路線多使用市面上成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，DNA的合成與測(cè)序兩個(gè)環(huán)節(jié)是分開的，需要大型儀器設(shè)備，操作相對(duì)復(fù)雜。”劉宏告訴記者，“我們團(tuán)隊(duì)立足自主開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了DNA合成與測(cè)序環(huán)節(jié)的一體化，儀器設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了小型化。”

劉宏介紹，團(tuán)隊(duì)改進(jìn)傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法，運(yùn)用電化學(xué)方法，將東南大學(xué)校訓(xùn)“止于至善”4個(gè)字“翻譯”為DNA序列，并存儲(chǔ)在電極上，隨后又成功讀取出來(lái)。

“國(guó)外主流DNA存儲(chǔ)技術(shù)路線目前面臨的一大障礙就是讀取難，動(dòng)輒要將整個(gè)DNA序列測(cè)一遍，難以直接從中間某處開始讀取。而且操作過(guò)程需要液體試劑，其實(shí)并不方便。”劉宏表示，該團(tuán)隊(duì)將復(fù)雜的DNA序列分別固定在不同的電極上，需要讀取某段信息，找到對(duì)應(yīng)的電極即可。

下一步，劉宏團(tuán)隊(duì)打算徹底擺脫對(duì)液體試劑的依賴，研發(fā)全固態(tài)的DNA存儲(chǔ)設(shè)備。“DNA存儲(chǔ)和量子計(jì)算、量子通信都屬于前沿技術(shù)。我們致力于將電子信息技術(shù)與生物學(xué)技術(shù)相融合，未來(lái)不僅在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，在病毒核酸檢測(cè)等方面也有可觀的應(yīng)用空間。”劉宏說(shuō)。