科学家们一直在试验使用DNA作为数据存储介质的方法,但存在的问题是,很难检索和操作写入其中的数据。现在,一个研究小组开发出了“化学神经元”,可以对存储在DNA中的数据进行计算,并轻松地读出答案。
上图:科学家们测试了化学神经元,以此作为读取和处理DNA中存储的数据的方法。
我们的现代数据存储系统可能令人印象深刻,但就像自然界做的许多事情一样,它比我们所做的任何事情都要高效得多。1克DNA可以存储2.15亿GB的数据,从理论上讲,这意味着整个互联网的内容可以存储在一个鞋盒大小的东西里。更好的是,在合适的条件下,DNA可以持续存在数千年甚至数百万年。
因此,科学家们一直在研究利用这一点的方法也就不足为奇了。书籍和相册已经可以存储在DNA上,而其他人正在探索如何提高数据密度、稳定性以及对DNA进行读写的便利性。
在这项新的研究中,来自法国国家科学研究中心(CNRS)、ESPCI Paris-PSL和东京大学的研究人员专注于改进寻找存储在DNA上的特定数据片段的方法,并使用它进行计算。
该团队使用三种酶创造了“化学神经元”,这三种酶彼此之间有特定的反应,使它们基本上可以像大脑中的自然神经元一样传递信息。然后,这些神经元被构造成一个结构,它结合了多个层,功能就像神经网络一样。
这些“化学神经元”能够对存储在含有DNA的液滴中的数据进行计算,并通过发射荧光信号来表达结果,这些荧光信号可以被其他仪器解释。该团队说,使用微流体系统缩小酶反应,可以发生成千上万个这样的反应。
这项技术不仅可以帮助科学家发现和处理包含在巨大DNA数据库中的数据,而且最终还可以帮助在血液测试,或其他液体活检中检测疾病的生物标志物。
这项研究发表在《自然》杂志上。
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页面更新:2024-04-30
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