如何獲取基因注釋文件?當摩爾定律逐漸接近極限時，尋找新的存儲介質就顯得迫在眉睫12月5日，記者從東南大學獲悉，該校師生将“止于至善”的校訓翻譯成英文後進行四進制編碼，并以DNA（脫氧核糖核酸）分子形式存儲在電極表面，再最終讀取出來，這引發了未來對高通量自動化DNA存儲的無限想象相關成果近日發表于國際學術期刊《科學·進展》上，我來為大家科普一下關于如何獲取基因注釋文件?以下内容希望對你有幫助!

如何獲取基因注釋文件

當摩爾定律逐漸接近極限時，尋找新的存儲介質就顯得迫在眉睫。12月5日，記者從東南大學獲悉，該校師生将“止于至善”的校訓翻譯成英文後進行四進制編碼，并以DNA（脫氧核糖核酸）分子形式存儲在電極表面，再最終讀取出來，這引發了未來對高通量自動化DNA存儲的無限想象。相關成果近日發表于國際學術期刊《科學·進展》上。

由于生物技術的進步，特别是高通量DNA測序和合成技術的進步，以前隻出現在科幻小說中的DNA數據存儲技術正在興起。DNA是大多數生物的最核心遺傳物質，它記錄着一個生命所有的遺傳密碼。在這串密碼中，有4種關鍵的堿基，即脫氧核苷酸A（腺嘌呤脫氧核苷酸)、T（胸腺嘧啶脫氧核苷酸)、C（胞嘧啶脫氧核苷酸)、G（鳥嘌呤脫氧核苷酸)。

“DNA本來就是活體生物用來存儲生物基因數據的，以DNA分子為基礎的數據存儲系統，近年來被認為是解決未來‘數據危機’的一個可行方案。”論文通訊作者、東南大學生物科學與醫學工程學院教授劉宏告訴科技日報記者。

“目前的信息都存儲在芯片等磁性材料上，缺點是存儲密度不高，很難突破納米級别。而DNA的分子尺度在納米級以下，如果能實現存儲，那麼存儲密度将比現在大1000倍，存儲時間長、耗能小。”劉宏介紹，現有DNA存儲系統大多基于“編碼—合成—儲存—測序—解碼”的操作流程，需要大型儀器和專業技術人員的參與。

為了實現DNA存儲的微型化、集成化和自動化，劉宏帶領團隊研發了一種新的技術路徑。“通俗地說，DNA的4種堿基A、T、C、G，就相當于二進制的0和1，通過它們的不同組合，就可以編碼不同的信息。”劉宏解釋，在論文提及的實驗中，他們将東南大學“止于至善”的校訓翻譯成英文“Rest in the highest excellence”，而每個字母都可以進行二進制編碼，研究團隊把二進制數據轉化為四進制數據，存儲在電極上合成的一個個DNA分子中。讀取信息時，團隊通過算法再将四進制數據轉化為二進制數據，最終獲取結果。

如何讓A、T、C、G按照給定的信息排列組合，從而實現信息的傳遞？劉宏說，他們通過電化學脫保護技術改進了傳統亞磷酰胺化學合成方法，将A、T、C、G放在一種特殊的溶液中，通過其與溶液的化學反應，讓它們按照特定規則串聯起來，再基于電荷振蕩現象對電極表面的DNA分子進行測序，以讀取存儲在DNA中的信息。

“這項技術的核心是将信息的讀、寫集成在一起。由于分子信号很微弱，所以如何在電極上穩定地讀取微弱信号，就比較有挑戰。”劉宏說。

目前，這項技術還處于實驗室階段。劉宏坦言，DNA存儲想進入商用，還亟須改進溶液的化學合成方法。

“A、T、C、G産生化學反應要在溶液裡完成，這樣的條件下進行的化學反應，速度就比較慢，這導緻信息轉化效率低，即存儲時間比較長，如果要商用，還需要解決信息轉化效率的問題。”劉宏認為，但這并不影響DNA存儲的未來前景，“DNA存儲将有望成為下一代信息存儲技術。”（記者 金 鳳 通訊員 唐 瑭）

來源： 科技日報

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