DNA活字噴墨打印機 “畢昇一號”研發成功

科技日報北京3月18日電 （記者陸成寬）記者18日從中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）獲悉，受我國古代活字印刷術啓發，來自該所等單位的科研人員提出了一種經濟高效的DNA活字存儲方法，併成功研發出DNA活字噴墨打印機“畢昇一號”。相關研究成果作為封面文章發表於《先進科學》雜誌。

在大數據時代，全球數據量飛速增長，海量數據是推動AI發展的關鍵。然而，傳統存儲設備存在壽命短、能耗高、佔用空間大等問題，難以滿足日益增長的數據存儲需求。DNA作為一種天然的存儲介質，具有高密度、長壽命和低能耗的優勢，被視為解決大數據存儲難題的潛在方案。

“然而，目前大多數DNA存儲技術採用類似雕版印刷的設計策略，需要每次使用時重新合成DNA，不僅成本高，而且耗時長，限制了DNA存儲技術的實際應用。”論文共同通訊作者、中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）研究員陳非説。

為突破現有DNA存儲技術的應用瓶頸，科研人員成功研發出新型DNA活字存儲技術。該技術的核心是使用預製的短DNA片段，每個片段可以存儲1字節的信息，然後像拼積木一樣通過酶連接組裝形成DNA活字塊。這些DNA活字塊既能直接保存在質粒中體外存儲，也能借助大腸桿菌實現生物體內存儲。

為了進一步實現DNA活字的自動化存儲，科研人員研製了名為“畢昇一號”的DNA打印機。這台設備能像噴墨打印機一樣批量“打印”DNA存儲活字塊，成功實現了文本、圖片、音頻、視頻等各類數字文件的高效存儲和精準還原，解碼準確率達到100%。“這一成果為DNA數據存儲技術的未來發展提供了新的思路和範式，並有望在未來建立規模化、標準化、市場化的DNA活字存儲全新生態系統。”陳非説。