“扩大DNA数据存储的首要障碍”

北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种用基于dna的新闻存储系统对数据文件进行标记和检索的新技术，处理了广泛使用dna数据存储技术的两个首要障碍。

dna系统因其潜在的新闻存储密度而具有吸引力； 理论上，它可以存储相当大的以前存储在电子设备中的数据量的10亿倍。 詹姆斯·塔克说，他是关于这项工作的论文的联合通讯作者。 北卡罗来纳州电气和计算机工程副教授。

但是，这里面临的两大挑战是如何识别含有你要找的文件的dna链。 识别了这些链之后，如何将其删除以供浏览？ 另外，没有破坏股票吗？

在以前的事业中，提出了将较短的20个单倍体长的dna序列称为引物结合序列，保存新闻的dna链末端的系统。 该论文的共同作者albert keung说。 北卡罗来纳州化学生物分子工程助理教授。 使用与对应引物的结合序列一致的小的dna引物，可以鉴定包含期望文件的适当的链。 但是，这些结合序列估计只有30，000个，不足以实用化。 我们想找到克服这个极限的方法。

为了处理这些问题，研究人员开发了dna浓缩和嵌套分离，或者称为dense的两种技术。

研究人员用两个嵌套的引物结合序列处理了文件识别的课题。 首先，它标识所有链，包括初始联接序列。 然后，第二次搜索子集，并选择包含第二个组合序列的链。

据此，估计文件名的数量从约30，000增加到约9亿，塔克说。

明确后，需要提取文件。 目前，利用聚合酶链反应( pcr )制作相关dna链的多个)和大量的)拷贝，然后对整个样本进行测序。 由于复制了很多靶dna链，这些信号压倒了样本中剩下的链，可以识别靶dna序列来读取文件。

该技术效率不高，如果尝试从大容量数据库中获取数据，将无法正常工作。 系统中其他的dna太多了。 kyle tomek博士说。 他是北卡罗来纳州立大学的学生，是这篇论文的共同主要作者。

因此，研究人员使用不同的数据检索方法，将几个小分子标记的任意一个附加到了用于鉴定靶dna链的引物上。 引物找到目标dna后，用pcr制作相关dna的拷贝，并将拷贝附加在分子标签上。

研究人员还利用了涂有与特定标签特异性结合的分子的磁性微珠。 这些功能化的微珠会扯下靶dna链的标签。 然后，用磁铁取出微珠，用它们可以带来目标dna。

该系统无需制作每个链的多个副本，即可获取与特定文件相关的dna链，还可以保存数据库中的原始dna链。 keung先生说。

我们已经说明了利用样本文件实验性地实现了dense系统，可以用于拷贝和图像文件的保存和检索，keung补充说。

tomek说，这些技术串联实施后，为开发具有现代容量和文件访问功能的基于dna的数据存储系统打开了大门。

下一步包括扩大规模，采用更大的数据库测试dense方法。 tuck先生说。 价格面临着巨大的挑战。

这篇论文推动了基于dna的新闻存储系统的扩展性在acs synthetic biology期刊上的发表。 这篇论文的共同第一人是kevin volkel，博士。 纽约州的学生。 这篇论文是北卡罗来纳州立大学前研究生alexander simpson共同撰写的。 还有北卡罗来纳州立大学的本科生austin hass和elaine indermaur。

这项事业是在国家科学基金会的资助号码为1650148的情况下完成的。

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