記者11月6日獲悉，天津大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)中心與合成生物學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授吳華明團(tuán)隊(duì)在《自然·通訊》發(fā)表最新研究成果，提出名為“StairLoop”的新型DNA存儲(chǔ)方案，顯著提升了在高錯(cuò)誤率合成環(huán)境下DNA存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)恢復(fù)能力。
隨著全球數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求飛速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)逐漸面臨瓶頸。DNA因其存儲(chǔ)密度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，被視為下一代存儲(chǔ)技術(shù)的重要方向。然而，DNA存儲(chǔ)走向?qū)嶋H應(yīng)用仍面臨合成錯(cuò)誤率高、數(shù)據(jù)恢復(fù)困難等挑戰(zhàn)，尤其是在電化學(xué)合成等低成本、高通量的技術(shù)路徑中，錯(cuò)誤率和序列丟失問(wèn)題尤為突出。
吳華明介紹，該方案通過(guò)設(shè)計(jì)階梯式交織結(jié)構(gòu)和迭代式軟判決解碼機(jī)制，在不依賴復(fù)雜多序列比對(duì)的情況下，有效校正了插入、刪除、替換等典型合成錯(cuò)誤，同時(shí)具備并行解碼能力，有助于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的高效檢索。
在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)成功將代表早期人類文明的甲骨文圖像通過(guò)電化學(xué)合成方式寫(xiě)入DNA鏈。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，即使面對(duì)部分合成區(qū)塊核苷酸錯(cuò)誤率超過(guò)6%、序列丟失率超過(guò)30%的極端情況，方案仍能準(zhǔn)確解碼并完整復(fù)原原始圖像。
這一突破性進(jìn)展，為DNA存儲(chǔ)技術(shù)在高錯(cuò)誤率合成環(huán)境下的可靠應(yīng)用提供了可行路徑，也推動(dòng)了DNA存儲(chǔ)從實(shí)驗(yàn)室研究向產(chǎn)業(yè)化邁出關(guān)鍵一步。(記者陳曦 通訊員趙暉)
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