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中國DNA信息存儲技術取得新突破 HELIX系統(tǒng)問世

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2025-05-20 00:33:14  新華網

我國科研人員在DNA存儲領域取得新突破，研發(fā)了一種名為HELIX的全新DNA存儲系統(tǒng)。該系統(tǒng)專門用于存儲生物醫(yī)學數(shù)據，并成功實現(xiàn)了60MB時空組學圖像的存儲與恢復。這項成果由天津大學應用數(shù)學中心吳華明教授團隊完成，并已在國際學術期刊《自然-計算科學》上發(fā)表。

近年來，信息技術飛速發(fā)展，傳統(tǒng)信息存儲方式已逐漸無法滿足大數(shù)據時代的需求。DNA信息存儲技術應運而生，被視為未來大規(guī)模數(shù)據存儲的潛力介質。吳華明指出，每克DNA能夠存儲數(shù)百艾字節(jié)的數(shù)據，并且在無需電力的情況下可保存數(shù)千年。特別是在生物醫(yī)學數(shù)據領域，DNA存儲具有高分辨率、長存儲周期和強相似度等優(yōu)勢，應用前景廣闊。

研究團隊開發(fā)的HELIX系統(tǒng)包含三個核心模塊：圖像壓縮、圖像糾錯編碼和圖像復原。針對DNA存儲過程中可能出現(xiàn)的堿基錯誤，HELIX優(yōu)化了現(xiàn)有壓縮算法，大幅增強了系統(tǒng)的容錯能力。此外，團隊還引入了深度學習技術，顯著提升了圖像解碼的成功率和信息恢復能力。

在實驗室中，研究團隊將兩張共60MB的時空組學圖像編碼為13萬條、每條183個堿基的DNA序列，并通過DNA合成與測序技術成功恢復了圖像數(shù)據。吳華明認為，這一研究表明，針對特定數(shù)據類型量身定制的DNA存儲系統(tǒng)不僅在存儲效率上表現(xiàn)卓越，還在可靠性方面展現(xiàn)出更大的優(yōu)勢，為DNA信息存儲技術的廣泛應用奠定了堅實基礎。

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