美国科学家打造首款可重写DNA硬盘，用于分子数据存储

长远目标是将该平台微型化至U盘大小的紧凑尺寸。

DNA数据存储近日进入了一个新的发展阶段，美国科学家构建出了一种可重写的数字硬盘，能够以前所未有的速度和精度在分子水平上存储和编辑信息。

DNA数据存储最早由美国物理学家理查德·费曼于1959年提出，此后逐渐发展成为一种利用核酸作为数字信息介质来存储海量数据的潜在解决方案。

然而，一旦数据被写入DNA——这个地球上最紧凑、最耐用的信息存储系统之一——就无法更改。为了解决这个问题，位于哥伦比亚市的密苏里大学的研究人员提出了一种意想不到的替代方案。
该团队近期创建了一个存储系统，使得写入DNA的信息可以被编辑，从而将其从一次性存储介质转变为可重写的数字硬盘。

将DNA数字化

密苏里大学化学与生物医学工程教授、博士李立群（音译，Andrew）指出，该团队的目标是简化DNA数据存储过程。他补充道："DNA令人难以置信——它以微小而稳定的封装存储着生命的蓝图。"

顾教授解释说，现代计算机将数据存储为一系列0和1。与此同时，DNA存储则将比特转换为字母序列，包括构成遗传密码的四种核苷酸碱基：A、C、G和T。

DNA的存储密度极高，理论上，全世界所有的数据可以装进一个鞋盒里。在阴凉干燥的条件下，它也能稳定存在数千年，并且其能耗远低于传统数据中心。

然而，迄今为止，DNA存储都是永久性的。这意味着，一旦编码完成，信息就无法编辑或重复使用，这主要将其限制在长期归档领域。

为了解决这个局限性，李立群及其团队开发出了一种方法，允许存储在DNA中的数据被反复擦除和重写。这对于用于日常使用的存储系统至关重要。

存储的未来

李立群的方法使得DNA能够像现代硬盘一样运作，同时保持其卓越的存储密度和长寿命。检索信息需要通过读取DNA序列来实现。

为了实现这一目标，该团队正在设计一种紧凑型电子设备，并配以一种称为"纳米孔传感器"的分子级检测器。当DNA穿过传感器时，会产生微弱的电荷，软件将这些电荷转换回0和1，并最终还原为原始数据文件。

据该团队称，与现有方法相比，该系统速度更快、操作更简单且更环保。顾教授希望，长远来看能将其微型化到U盘的大小。

DNA以三维方式存储信息，而不是在平面芯片上。这意味着它的密度极高。由于它以物理分子的形式存在，而不是一个持续连接的电子系统，因此它还能提供额外的防护，抵御黑客攻击。

"可以把它想象成你数字生活的一个超级安全的保险箱，"顾教授在一份声明中透露。"DNA存储可以保护一切，从个人记忆、重要文件到科学数据和企业档案——而且没有额外的网络安全担忧。"

该研究已发表在《PNAS Nexus》期刊上。

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