“穿孔卡”DNA或将意味着更便宜的大容量数据存储
（文章来源：网络整理）
如果地球上每个人都不得不依赖闪存（一种用于存储卡和u盘的数据存储系统），那么到2040年，全球预计将产生的信息量将比微芯片级硅的预期供应量高出100倍。为了防止这样的危机，研究人员一直在探索生命本身所依赖的一种存储材料:dna。
从理论上讲，这种物质可以储存大量的信息——每立方毫米dna可以储存1eb(10亿千兆字节)的信息——长达数千年。作为大多数数字档案基础的磁带的最长寿命约为30年，但70万年前化石的dna仍然可以测序。然而，使dna数据存储成为现实的一个障碍是，创建或合成符合所需代码的新dna序列的过程缓慢、昂贵且容易出错。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(university of illinois at urbana-champaign)的编码理论家奥吉卡米伦科维奇(olgica milenkovic)表示:“在记录成本、准确性和书写速度方面，合成dna是一个主要瓶颈。”她和她的同事提出了一种新的解决方案：用“刻痕”模式标记现有的dna分子来编码数据，而不是从头开始自定义合成dna。这种方法受到打孔卡的启发，打孔卡是一种硬纸板，在特定的位置打孔，用来存储许多早期计算机的信息，包括二战时期的eniac。研究人员周三在《自然通讯》(nature communications)杂志上详细介绍了他们的技术。
以前的dna存储方法处理四种关键的dna成分，即碱基——腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤类电子比特，即编码数字数据的1和0。例如，每个碱基可能被赋值为00、01、10或11。但是，这种新方法并没有将一系列的位元转换成dna代码，也没有合成相应的碱基串，而是把现有的遗传物质当作类似于早期打孔卡片的纸张。这项研究的主要作者s. kasra tabatabaei说，酶是“打孔的设备”。在这种情况下，这些“孔洞”是组成dna骨架的分子之间被切断的键。出现这个标记表示1，若没有则表示0。
布朗大学(brown university)的理论化学家布伦达·鲁宾斯坦(brenda rubenstein)说，这项研究最有趣的方面是它如何依赖于自然。她没有参与这项研究。她说，“研究人员让这些酶做它们最自然的事情，从而留下痕迹来储存信息”
为了精确定位这些“孔洞”（即酶留下的痕迹），研究小组对双链dna分子进行加热直到它们在中间展开一点点。这个过程会形成气泡，使碱基暴露在外。接下来，科学家用单链dna分子，每个分子只有16个碱基长，让它们附着在这些气泡内相应的碱基序列上。这些单链分子的末端起着向导的作用，告诉酶去哪里。在dna中，每个碱基连接一个糖分子和一个磷酸基，形成一种称为核苷酸的化合物。新技术中使用的酶切断了一个核苷酸与另一个核苷酸之间的连接，从而在糖-磷酸轨道上形成一个缺口。
因为这种方法不需要合成精确的dna序列，研究人员说，它的一个重要优势是，他们可以像打孔卡一样处理几乎任何dna分子。例如，他们用从现成的大肠杆菌菌株中廉价获取的遗传物质进行实验，研究人员知道这些菌株的非常精确的序列。利用450个碱基对的细菌dna链，每个碱基对包含5到10个孔洞，科学家编码了亚伯拉罕·林肯的葛底斯堡演说的272个单词和一个14千字节的林肯纪念堂的图像。在他们把这些信息放在dna上之后，使用测序技术以很高的准确率读取出了这些文件。
鲁宾斯坦说:“多年来，人们一直认为分子计算就是把我们在硅上所做的事情映射到分子上，从而产生了很多小题大做的装置。相反，这项新研究表明，酶在数百万年的进化过程中，其效率是令人难以置信的。”
科学家们希望他们的方法能比那些依靠合成dna的方法更便宜、更快。然而，过去提出的dna数据保存策略仍然有一些优势，比如存储密度大约是穿孔卡技术的12到50倍。不过，目前dna数据存储的最大问题不是密度，而是成本。米伦科维奇说，“我们的成本真的很低，甚至可以更低。此外，她补充说，较老的dna存储系统必须包含冗余序列，这是防止传统dna合成易出错的一种保障。这一需求减少了它们实际能够容纳的数据量，缩小了它们与新技术之间的存储密度差距。
工业插头的制造流程介绍
华为平板M6青春版疑似通过认证 搭载麒麟810处理器以及18W快充
5G智慧灯杆网关，智慧灯杆应用的核心设备
这是要搞事情啊！京东上线小米5C手机，定价9999元，暂时没货
农残快速检测仪提供了更加便捷高效的检测方式
“穿孔卡”DNA或将意味着更便宜的大容量数据存储
【原创深度】智能城市的发展：IIoT灌溉监测是室内农业成功的关键
恩智浦：2013年业绩解读及2014年市场展望
无人机侵入和威胁时，如何防范和加以反制呢？
安防设备互联网化的难点有哪些
选用双向RS232-RS485转换器在电视监控系统中应用分析
英特尔新CEO已经有6个多月悬而未决，新CEO或在10天内任命
Mobileye智慧出行再加码，中国市场生态建设取得新进展
2路电话录音盒
直线马达波浪对燃料紧张的影响
为什么需要分布式存储？
LM2575蓄电池充电电源,Lead-acid battery charging power supply
数据挖掘的任务有哪些
爆苹果已要求三星独家供应折叠OLED面板，标志三星在其领域的优势
福州计划建设智慧灯杆2408根，推进“一杆多用”
如果地球上每个人都不得不依赖闪存（一种用于存储卡和u盘的数据存储系统），那么到2040年，全球预计将产生的信息量将比微芯片级硅的预期供应量高出100倍。为了防止这样的危机，研究人员一直在探索生命本身所依赖的一种存储材料:dna。
从理论上讲，这种物质可以储存大量的信息——每立方毫米dna可以储存1eb(10亿千兆字节)的信息——长达数千年。作为大多数数字档案基础的磁带的最长寿命约为30年，但70万年前化石的dna仍然可以测序。然而，使dna数据存储成为现实的一个障碍是，创建或合成符合所需代码的新dna序列的过程缓慢、昂贵且容易出错。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(university of illinois at urbana-champaign)的编码理论家奥吉卡米伦科维奇(olgica milenkovic)表示:“在记录成本、准确性和书写速度方面，合成dna是一个主要瓶颈。”她和她的同事提出了一种新的解决方案：用“刻痕”模式标记现有的dna分子来编码数据，而不是从头开始自定义合成dna。这种方法受到打孔卡的启发，打孔卡是一种硬纸板，在特定的位置打孔，用来存储许多早期计算机的信息，包括二战时期的eniac。研究人员周三在《自然通讯》(nature communications)杂志上详细介绍了他们的技术。
以前的dna存储方法处理四种关键的dna成分，即碱基——腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤类电子比特，即编码数字数据的1和0。例如，每个碱基可能被赋值为00、01、10或11。但是，这种新方法并没有将一系列的位元转换成dna代码，也没有合成相应的碱基串，而是把现有的遗传物质当作类似于早期打孔卡片的纸张。这项研究的主要作者s. kasra tabatabaei说，酶是“打孔的设备”。在这种情况下，这些“孔洞”是组成dna骨架的分子之间被切断的键。出现这个标记表示1，若没有则表示0。
布朗大学(brown university)的理论化学家布伦达·鲁宾斯坦(brenda rubenstein)说，这项研究最有趣的方面是它如何依赖于自然。她没有参与这项研究。她说，“研究人员让这些酶做它们最自然的事情，从而留下痕迹来储存信息”
为了精确定位这些“孔洞”（即酶留下的痕迹），研究小组对双链dna分子进行加热直到它们在中间展开一点点。这个过程会形成气泡，使碱基暴露在外。接下来，科学家用单链dna分子，每个分子只有16个碱基长，让它们附着在这些气泡内相应的碱基序列上。这些单链分子的末端起着向导的作用，告诉酶去哪里。在dna中，每个碱基连接一个糖分子和一个磷酸基，形成一种称为核苷酸的化合物。新技术中使用的酶切断了一个核苷酸与另一个核苷酸之间的连接，从而在糖-磷酸轨道上形成一个缺口。
因为这种方法不需要合成精确的dna序列，研究人员说，它的一个重要优势是，他们可以像打孔卡一样处理几乎任何dna分子。例如，他们用从现成的大肠杆菌菌株中廉价获取的遗传物质进行实验，研究人员知道这些菌株的非常精确的序列。利用450个碱基对的细菌dna链，每个碱基对包含5到10个孔洞，科学家编码了亚伯拉罕·林肯的葛底斯堡演说的272个单词和一个14千字节的林肯纪念堂的图像。在他们把这些信息放在dna上之后，使用测序技术以很高的准确率读取出了这些文件。
鲁宾斯坦说:“多年来，人们一直认为分子计算就是把我们在硅上所做的事情映射到分子上，从而产生了很多小题大做的装置。相反，这项新研究表明，酶在数百万年的进化过程中，其效率是令人难以置信的。”
科学家们希望他们的方法能比那些依靠合成dna的方法更便宜、更快。然而，过去提出的dna数据保存策略仍然有一些优势，比如存储密度大约是穿孔卡技术的12到50倍。不过，目前dna数据存储的最大问题不是密度，而是成本。米伦科维奇说，“我们的成本真的很低，甚至可以更低。此外，她补充说，较老的dna存储系统必须包含冗余序列，这是防止传统dna合成易出错的一种保障。这一需求减少了它们实际能够容纳的数据量，缩小了它们与新技术之间的存储密度差距。
工业插头的制造流程介绍
华为平板M6青春版疑似通过认证 搭载麒麟810处理器以及18W快充
5G智慧灯杆网关，智慧灯杆应用的核心设备
这是要搞事情啊！京东上线小米5C手机，定价9999元，暂时没货
农残快速检测仪提供了更加便捷高效的检测方式
“穿孔卡”DNA或将意味着更便宜的大容量数据存储
【原创深度】智能城市的发展：IIoT灌溉监测是室内农业成功的关键
恩智浦：2013年业绩解读及2014年市场展望
无人机侵入和威胁时，如何防范和加以反制呢？
安防设备互联网化的难点有哪些
选用双向RS232-RS485转换器在电视监控系统中应用分析
英特尔新CEO已经有6个多月悬而未决，新CEO或在10天内任命
Mobileye智慧出行再加码，中国市场生态建设取得新进展
2路电话录音盒
直线马达波浪对燃料紧张的影响
为什么需要分布式存储？
LM2575蓄电池充电电源,Lead-acid battery charging power supply
数据挖掘的任务有哪些
爆苹果已要求三星独家供应折叠OLED面板，标志三星在其领域的优势
福州计划建设智慧灯杆2408根，推进“一杆多用”