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现代快报+ 2021-12-02

神奇!东大科研团队将校训写入 DNA 分子

现代快报讯(通讯员 东萱 记者 李楠)近日,现代快报记者从东南大学获悉,该校师生团队将校训 " 止于至善 " 作为数据写进了 DNA 分子里,并将科研成果发布在《科学 · 进展》上,实现了 DNA 存储技术的新突破。

谈初衷

东大校训与 DNA 存储技术蕴含丰富,包罗万象

现代快报记者了解到,该成果由东南大学生物科学与医学工程学院、生物电子学国家重点实验室的刘宏团队负责,这样硬核的技术和独特的巧思,让人感叹独属于 " 工科人的浪漫 "。

为何会有这样的想法?刘宏表示,现在已经进入大数据时代,全球的数据产生量正以指数形式激增,以硬盘和光盘为代表的传统存储介质的存储能力受到较大挑战。为了应对未来的 " 数据危机 ",刘宏团队也在寻找新的更优的存储介质。而 DNA 本身就是生物用于存储自身信息的,如果能够实现以 DNA 分子为基础进行数据存储 , 或许是应对挑战的一条思路。

" 我们所能看到的这些生物,它们的所有遗传信息都保存在 DNA 序列里,可以说大千世界都是由 DNA 中的碱基 A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)衍生出来的。" 刘宏介绍。

据悉,目前项目的研究尚在初期,存储进 DNA 分子的信息还不能过多,选择何种字符进行首次尝试成了摆在大家面前的疑问。为此,考虑到该项目的重要性,刘宏团队的博士生许成韬想到,东南大学的校训 " 止于至善 ",虽然只是短短四个字,却包罗万象。这与该项目的想法不谋而合。

许成韬说:" 大学应该培养什么样的人才、做什么样的科研、怎么样为社会服务等等,都包含在这四个字里面了。我们东南大学的校训虽然短,但是蕴含了很多信息,就和 A、T、C、G 是一样的,是很多信息的载体,我们觉得二者非常契合,就选择了‘ Rest in the highest excellence! ’。"

谈成果

致力于解决大数据时代的数据存储问题

在 " 浪漫 " 和哲思的背后,是整个团队的心血与付出。" 做科研都是这样的,需要日复一日不断探索,因为在这之前没有人做过这类项目,所以实验过程中遇到了很多困难。" 刘宏介绍,这个项目的想法是他们首先提出的,整个项目和技术非常新,因而只能摸着石头过河,取得的每一小步推进都是全新的。

从立项到成功,刘宏和他的团队不断调整、不断优化,就连在论文投稿的过程中,仍在继续进行实验,补充实验数据,对成果进行进一步完善,薄薄几张纸蕴含巨大的工作量。

取得初期成功对于刘宏来说并不够,他说要想存进更多数据,还需要投入更持续的努力。" 要使 DNA 分子变成一个真正能代替硬盘、光盘的存储介质,是一个非常大的挑战。"

关于未来的方向,刘宏计划将这个新兴的体系做得更加成熟和稳定,真正做到能够跟芯片相结合。" 我们计划把它放大,现在是一个电极在工作,以后可能是成千上万个电极同时工作,这样就能够把更多的信息写进去、读出来。"

此外,刘宏介绍了在生物电子学国家重点实验室的工作。一方面,以此次项目为代表,将电子信息的数据转化为生物的 DNA,攻坚数据存储问题;另一方面,用电子信息的方法在生物体上获取数据,例如通过研制可穿戴的传感器设备,监测人的心电、脑电、血糖等生物信号,服务于医学的发展。

(通讯员供图 编辑 范文静)

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