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基因科學如何突破

生活 更新时间:2025-02-23 19:03:14

現代快報訊(通訊員 東萱 記者 李楠)近日,現代快報記者從東南大學獲悉,該校師生團隊将校訓“止于至善”作為數據寫進了DNA分子裡,并将科研成果發布在《科學·進展》上,實現了DNA存儲技術的新突破。

基因科學如何突破(東大科研團隊将校訓寫入DNA分子)1

談初衷

東大校訓與DNA存儲技術蘊含豐富,包羅萬象

基因科學如何突破(東大科研團隊将校訓寫入DNA分子)2

現代快報記者了解到,該成果由東南大學生物科學與醫學工程學院、生物電子學國家重點實驗室的劉宏團隊負責,這樣硬核的技術和獨特的巧思,讓人感歎獨屬于“工科人的浪漫”。

為何會有這樣的想法?劉宏表示,現在已經進入大數據時代,全球的數據産生量正以指數形式激增,以硬盤和光盤為代表的傳統存儲介質的存儲能力受到較大挑戰。為了應對未來的“數據危機”,劉宏團隊也在尋找新的更優的存儲介質。而DNA本身就是生物用于存儲自身信息的,如果能夠實現以DNA分子為基礎進行數據存儲,或許是應對挑戰的一條思路。

“我們所能看到的這些生物,它們的所有遺傳信息都保存在DNA序列裡,可以說大千世界都是由DNA中的堿基A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鳥嘌呤)衍生出來的。”劉宏介紹。

據悉,目前項目的研究尚在初期,存儲進DNA分子的信息還不能過多,選擇何種字符進行首次嘗試成了擺在大家面前的疑問。為此,考慮到該項目的重要性,劉宏團隊的博士生許成韬想到,東南大學的校訓“止于至善”,雖然隻是短短四個字,卻包羅萬象。這與該項目的想法不謀而合。

許成韬說:“大學應該培養什麼樣的人才、做什麼樣的科研、怎麼樣為社會服務等等,都包含在這四個字裡面了。我們東南大學的校訓雖然短,但是蘊含了很多信息,就和A、T、C、G是一樣的,是很多信息的載體,我們覺得二者非常契合,就選擇了‘Restinthehighestexcellence!’。”

談成果

緻力于解決大數據時代的數據存儲問題

基因科學如何突破(東大科研團隊将校訓寫入DNA分子)3

在“浪漫”和哲思的背後,是整個團隊的心血與付出。“做科研都是這樣的,需要日複一日不斷探索,因為在這之前沒有人做過這類項目,所以實驗過程中遇到了很多困難。”劉宏介紹,這個項目的想法是他們首先提出的,整個項目和技術非常新,因而隻能摸着石頭過河,取得的每一小步推進都是全新的。

從立項到成功,劉宏和他的團隊不斷調整、不斷優化,就連在論文投稿的過程中,仍在繼續進行實驗,補充實驗數據,對成果進行進一步完善,薄薄幾張紙蘊含巨大的工作量。

取得初期成功對于劉宏來說并不夠,他說要想存進更多數據,還需要投入更持續的努力。“要使DNA分子變成一個真正能代替硬盤、光盤的存儲介質,是一個非常大的挑戰。”

關于未來的方向,劉宏計劃将這個新興的體系做得更加成熟和穩定,真正做到能夠跟芯片相結合。“我們計劃把它放大,現在是一個電極在工作,以後可能是成千上萬個電極同時工作,這樣就能夠把更多的信息寫進去、讀出來。”

此外,劉宏介紹了在生物電子學國家重點實驗室的工作。一方面,以此次項目為代表,将電子信息的數據轉化為生物的DNA,攻堅數據存儲問題;另一方面,用電子信息的方法在生物體上獲取數據,例如通過研制可穿戴的傳感器設備,監測人的心電、腦電、血糖等生物信号,服務于醫學的發展。(通訊員供圖)

來源:現代快報全媒體

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