一种完全性DNA计算机正在接近现实

《 Nature Nanotechnology》的研究，完整的 DNA 计算机距离问世又近了一步，该技术可以将数 PB 级的数据在 DNA 中存储数千年甚至数百万年。

四个碱基的DNA 非常脆弱，很难可靠地写入、读取、移动和处理其上的信息。但这项新研究声称已经开发出一种可以解决这些问题的新系统。关键是一种柔软的聚合物材料，它充当 DNA 的支架，可以脱水以进行长期储存，再水化以进行检索。

“具体来说，我们创造了一种称为树枝状胶体的聚合物结构——它们从微观尺度开始，但以分层的方式相互分支，形成纳米级纤维网络，”该研究的共同通讯作者 Orlin Velev 说道。“这种形态创造了一种具有高表面积的结构，使我们能够将 DNA 沉积在纳米纤维中，而不会牺牲数据密度，而这正是 DNA 成为数据存储的吸引力所在。”

这项技术允许以极高的密度存储数据——每立方厘米 10 PB。换句话说，在方糖大小的空间中存储 1000 万 GB。树枝状胶体比裸露的 DNA 更能保存文件，并且可以经历超过 170 次脱水/再水化循环，而裸露的 DNA 则只能经历 60 次循环。

与其他 DNA 数据技术一样，这可能非常适合长期存档存储。研究人员预测，在冰箱温度为 4 °C (39 °F) 的情况下，存储在聚合物纳米纤维上的 DNA 的半衰期约为 6,000 年，如果在 -18 °C (0.4 °F) 下冷冻，则半衰期可达令人难以置信的 200 万年。

将数据写入 DNA，算法首先将其转换为核酸序列——熟悉的 DNA 代码 ACGT 字母。可以使用从 DNA 复制数据的 RNA 分子检索特定信息，然后对该 RNA 进行测序。这意味着您不必破坏 DNA 即可从中读取数据，这与某些现有的 DNA 数据技术不同。

我们还可以直接从材料表面复制 DNA 信息，而不会损害 DNA。我们还可以擦除目标 DNA 片段，然后将其重写到同一表面，就像删除和重写硬盘上存储的信息一样。它实际上使我们能够进行全方位的 DNA 数据存储和计算功能。

这不仅可以为 DNA 数据存储铺平道路，还可以为完整的 DNA 计算机铺平道路。