“毕昇一号”DNA打印机：大数据存储难题的新解法，古代活字印刷术灵感催生DNA存储新突破

本文介绍了中国科学院北京基因组研究所等单位的科研人员受古代活字印刷术启发，提出经济高效的DNA活字存储方法，研发出“毕昇一号”DNA活字喷墨打印机，解决了现有DNA存储技术应用瓶颈，为DNA数据存储发展提供新思路。

18日，记者从中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）了解到一则令人振奋的科研消息。科研人员从我国古代伟大的活字印刷术汲取灵感，由该所等单位的科研人员共同努力，提出了一种极具经济高效性的DNA活字存储方法。并且，他们成功研发出了一台具有创新性的DNA活字喷墨打印机，将其命名为“毕昇一号”。这一重要的相关研究成果，还作为封面文章发表在了知名的《先进科学》杂志上。

研究示意图。中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）供图

在如今这个大数据蓬勃发展的时代，全球的数据量正呈现出飞速增长的态势。要知道，海量的数据可是推动人工智能（AI）不断向前发展的关键因素。然而，传统的存储设备却存在着诸多难以忽视的问题。比如，它们的使用寿命相对较短，能耗却非常高，而且占用的空间也很大。这些问题使得传统存储设备难以满足日益增长的数据存储需求。而DNA作为一种天然的存储介质，却有着独特的优势，它具有高密度、长寿命以及低能耗的特点，因此被视为解决大数据存储难题的一个潜在方案。

论文共同通讯作者、中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）研究员陈非指出：“目前，大多数DNA存储技术采用的是类似雕版印刷的设计策略。这种策略存在明显的弊端，每次使用时都需要重新合成DNA，这不仅成本高昂，而且耗时很长，严重限制了DNA存储技术的实际应用。”

为了突破现有DNA存储技术的应用瓶颈，科研人员付出了大量的努力，最终成功研发出了新型DNA活字存储技术。这项技术的核心在于使用预制的短DNA片段，每一个这样的片段都可以存储1字节的信息。之后，就如同拼积木一样，通过酶连接组装的方式，能够快速地将这些短DNA片段拼接形成DNA活字块。这些DNA活字块有着灵活的存储方式，既可以直接保存在质粒中进行体外存储，也能够借助大肠杆菌实现生物体内存储。

为了进一步实现DNA活字的自动化存储，科研人员还精心研制了一台名为“毕昇一号”的DNA打印机。这台设备就像我们常见的喷墨打印机一样，可以批量“打印”DNA存储活字块。它成功实现了对文本、图片、音频、视频等各类数字文件的高效存储和精准还原，其解码准确率更是达到了100%。陈非表示：“这一成果为DNA数据存储技术的未来发展提供了新的思路和范式，并且有望在未来建立起规模化、标准化、市场化的DNA活字存储全新生态系统。”

中国科研团队受古代活字印刷术启发，研发出DNA活字存储方法和“毕昇一号”DNA打印机。该成果解决了现有DNA存储技术成本高、耗时长的问题，为大数据存储提供了新途径，有望推动DNA数据存储技术的规模化发展。