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DNA除了能做“亲子鉴定”,还可做成“数据库”
发表时间:2021-01-05 12:33作者:江苏亲子鉴定中心 阅读次数:143

 

  人们对DNA的了解,可能还限于从人的皮肤、血液、毛发和其他软组织中提取DNA (脱氧核糖核酸)来用作“亲子鉴定”。因为 DNA中的核苷酸碱基排列顺序构成了独特的遗传基因信息。
  
  其实,DNA作为一种有机化合物和染色体的一个成分,是由核苷酸组成而存在于细胞核内,功能为储藏基因信息。但“亲子鉴定”只是 DNA技术应用的冰山一角,它在其他众多领域也有着很广泛的应用。
 
  
 
  今年5月9日,我国科技部介绍了对量子通信、合成生物学、纳米技术等重大前沿学科加大支持力度的布署,合成生物学再次引起了人们的关注。
  
  合成生物学,简单理解:即人们将各种相关“基因” 进行组合并连接成网络,利用细胞各自发挥特性来完成设计人员设想的各种任务。
  
  利用人工合成DNA作为存储介质的技术,属于合成生物学的一个分支学科。它是用人工合成的DNA作为存储介质,和玻片、硅片等物质结合,创造安全、快速建立数据库的技术。
  
  由于大数据应用的爆发性增长,全球范围内贮存的数字化数据巳达几十万亿GB,且大部分位于大型数据中心。而当前的电子存储设备发展速度赶不上数据量的增长,所以采用新技术、新材料提高数据存储容量和密度已刻不容缓。而更有优势的人工合成DNA,作为一种新颖和潜在数据存储介质,受到了科研人员的选择和青睐。
 
  
 
  研究人员发现,DNA是由重复的核苷酸单元组成的长聚合物,链宽是2.2一2.6纳米;每个核苷酸单体长度为3.3纳米。而且 DNA 核苷酸中碱基的排列结构是以固定顺序进行重复排列,并极具规则地构成了基因信息。
  
  所以,要在人工合成的DNA中导入数据信息,必须先把图片、文件和数据用0和1进行编码,然后转换成4种以上的 核苷酸,即 碱基组成的序列。再采用特定的高速光谱点样机,使用DNA 探针直接将合成的DNA 编码点在芯片上,或直接印 刷在玻片、硅片上,达到数据信息存储的目标。经研究后证明,数据可以被保留和存储在人工合成的DNA之中。
  
  将图片、文件和数据信息编码导入人工合成的DNA的核苷酸序列存储起来,都是依靠电子计算机辅以人工智能设备和技术来完成的。
  
  在选择调取、阅读、使用时,即是实现导入的逆过程,从另一个DNA池芯中还原、调取正确存入的核苷酸序列,会发现图像丝毫没有变形失真,数据信息也没有丢失一个字节,具有很高的完整性和安全性。性能完全不亚于硬盘等电子设备等存储介质。
 
  
 
  虽然说人工合成的DNA基因序列形成的“数据库”容量很大,份量却 很轻。1克重量就可包含几十亿GB的数据,1毫克信息存储空间,就 能贮存一座超大型图书馆全部书籍之后还有剩余。可是其体积却只有如“口香糖”一般大小,但足以保存100 个大型数据中心的数据。还耐久性突出,可保存相当长时间。
  
  人工合成的DNA,它作为一种极具前瞻性和吸引力的潜在数据存储介质,具有广阔的应用前景、和商业价值,可以形成很大的高新技术产业,给人类生活带来变革和可持续发展起到巨大作用。
  
  今后,每家每户都拥有自己的图书馆和“数据库” 任您随意取用,将不再仅仅是梦,梦想会成真。
  
  如果制成生物芯片植入手机,那么您再也不用为内存是否够用而去考虑,因为它巳经不是三位数GB的慨念了。


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