新浪博客

科技日报---将互联网信息储存在DNA中?科学家称这比你想象的更近在咫尺(上))

2026-03-06 13:12阅读:
关键词:DNA、信息储存、加密、纳米结构、
题记:随着科技的发展与进步,电子信息和DNA即将整合、并融合在一起,这似乎有点天方夜谭,但却是真的现实。将DNA用于信息储存,不仅储存量大,而且安全。“携带遗传信息的同一分子DNA可用于可靠地存储大量数据,同时还能实现强加密。”“研究人员设计了复杂的DNA折纸结构:DNA链的折叠排列,形成精确的二维和三维形状。信息不是简单地以比特或字母的形式存储,而是以这些纳米级结构的排列和图案进行编码。这产生了一种分子代码,如果没有正确的工具和参考模式,很难翻译。”“生物学、材料科学、计算和电子学之间日益趋同的趋势。”今天人类科技的进步正将跨学科间的距离变得越来越小,人类依靠科技的智慧和方法把它们联系在一起并打通之间的连接点,也因此将人类的文明推向一个新的阶段。
将互联网信息储存在DNA中?科学家称这比你想象的更近在咫尺
科技日报---将互联网信息储存在DNA中?科学家称这比你想象的更近在咫尺(上))
插图展示了一段工程化DNA通过纳米级传感器,其物理结构可被解码为数字信息。DNA纳米结构未来有望成为超高密度数字信息载体,并推动数据加密领域的发展。图片来源:亚利桑那州立大学生物设计研究所杰森&bul
l;德里斯
科学家们正在探索DNA的物理结构如何存储大量数据并对安全信息进行编码。
自从计算机首次开始塑造现代社会以来,科学家们一直面临着两个持续存在的问题:找到存储快速增长的数字信息的方法,并确保这些数据免受未经授权的访问。
亚利桑那州立大学生物设计研究所的研究人员与合作者合作,现在报告了一个意想不到的解决方案。两项新的研究表明,携带遗传信息的同一分子DNA可用于可靠地存储大量数据,同时还能实现强加密。
这项研究发表在《先进功能材料》和《自然通讯》杂志上,为传统的硅基技术提供了一种受生物学启发的替代方案。这些发现共同为未来微电子和分子信息系统在许多领域的发展提供了新的可能性。
“几十年来,信息技术几乎完全依赖于硅,”亚利桑那州立大学分子科学学院Regents教授、分子设计和仿生生物设计中心主任郝燕说。“我们在这里展示的是,生物分子,特别是DNA,可以被设计成以全新的方式存储和保护信息。通过将DNA视为信息平台而不仅仅是遗传物质,我们可以开始重新思考如何在纳米级存储、读取和保护数据。”
严与电气、计算机与能源工程学院副教授王超和物理系副教授Rizal Hariadi一起领导了这项工作。
大数据,小分子
随着全球数字数据生产的持续加速,现有的存储技术正被推向极限。第一项研究引入了一种基于DNA的存储策略,该策略不依赖于读取基因序列,而是使用分子的物理形式来表示信息。
DNA作为一种存储材料脱颖而出,因为它可以在极小的空间内编码大量数据,并在很长一段时间内保持完整。(2022年,研究人员从大约200万年前的格陵兰沉积物中回收了DNA片段。)
在新方法中,科学家们创建了纳米级DNA结构,其功能类似于有形的符号,每个结构代表一个信息单元。当这些结构在微小的传感器中移动时,机器学习算法会捕获并解释其形状产生的微妙电信号。使用这些数据,系统可以高精度地重建可读文本和短信。

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享