DNA 儲存技術不夠看,用更小分子儲存更為密集資料

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 08 日 18:04 | 分類 儲存設備 , 生物科技 follow us in feedly

傳統的硬碟用電子狀態來儲存資料,一直是大家最為熟悉的數位儲存技術,這幾年開始有學者採用生物分子來儲存,並且發現用儲存生命密碼的 DNA 相當適合。而最新研究還有考慮不只是 DNA 本身,而是用醣、胺基酸和其他生物當中的小分子拿來當儲存的媒介。

布朗大學學者 Jacob Rosenstein 以及其團隊研究用不同的代謝物 (metabolites) 來當作儲存的媒介,成功儲存和讀取 kb 大小等級的點陣圖案。結果顯示比起 DNA 儲存技術,代謝物儲存技術能用更小結構結單的分子,將來有可能用更小的空間儲存更多資訊。

Rosenstein 的團隊運用液晶處理機器人處理的板子,板子上用 6 種代謝物的有與沒有組合,總共 1,024 個點位,能儲存 6,142 像素圖案,試驗嘗試儲存出 3 種不同圖案:埃及貓、羱羊 (ibex)和船錨。結果 Rosenstein 用代謝物儲存上述 3 種圖案,有 99% 的正確率。

▲ 實驗用的板子以及船錨圖案,以及用代謝物儲存之後讀取的圖案結果。(Source:布朗大學)

Rosenstein 說:「這次試驗成功證明有相當多樣的分子能夠用來儲存資訊,在一些狀況下,像是我們團隊實驗用到的小分子比起 DNA 儲存,具有更密集的特性。」

另一個特性 Rosenstein 提到,則是代謝物和代謝物之間能互相作用,形成新的物質,造就的分子系統不只儲存資料,還可能在代謝物混合液當中進行運算工作。

▲ (i) 為輸入的圖案,(ii) 與 (iii) 為用不同精度的質譜儀「讀取」代謝物儲存的圖案。(Source:布朗大學)

目前研究指出代謝物資料儲存技術有一定可行性,還有能改進的地方,像是如果用 12 種代謝物來儲存點陣圖的資訊,則能儲存解析度更好的埃及貓圖案,或者讀取和寫入速度需要提升等,分子儲存比起傳統電子儲存,目前讀寫速度上還是太慢了。

DNA 儲存技術較成熟,有科技大廠微軟投入資源研究,希望有朝一日有機會用到。對於儲存大筆資料,代謝物儲存有更好的發展潛能,比如說能用更小的體積儲存,而且不用電力驅動,還有低延遲性的特性。

(首圖來源:布朗大學)