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科學家成功在DNA上運行SQL,生命科學會帶來新的數據革命嗎?
謝邀
最近剛好看過相關綜述,不從事DNA存儲研究,如有錯誤,還請指正。
先說結論:單就這篇未經同行評議的論文,并不能帶來新的數據革命。DNA存儲是一個有很多前輩以及現在大佬們在推進的研究領域,讀取以及編碼有很多方案可以解決,但是關鍵問題在于“數據寫入”的成本太高。這篇報道里的技術沒有在架構上有所突破,也沒有降低成本,也沒有在數據存儲量上有所突破(只存儲了12kb的數據)。新意是表明在DNA存儲中運行SQL是可行的,并且設計了新的信息編碼以及解碼,管理的架構。
再介紹領域現狀:
這不是新的想法,上個世紀就有開始做了。
原理如下,數據編碼后,設計寡核苷酸的合成(寫入),接著存儲到試管或者大腸桿菌內,而讀取的時候,通過PCR擴增實現數據的檢索,讀取的話,是讀PCR擴增的文庫用測序方法讀取。
當然,擴增以及讀取的時候會出錯,所以編碼以及解碼的時候,得要有巧妙的設計,比如設置糾錯碼等
目前最多能存儲200Mb數據
結論:瓶頸的話,個人理解,一個是其他知友所說的成本問題,一個是數據量的問題,這方面都需要改進。原子或者分子水平存儲數據還是很誘人的,不過還是有很多工程上的問題有待研究人員解決。
參考文獻:
https://www.nature.com/articles/s41576-019-0125-3
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先說結論,不能,起碼10年之內都不會帶來什么新革命,對其前景暫持悲觀態度。
這個消息是國外一家機構發布的論文中宣布的,聽起來好像很高大上,但其實目前來看仍然顛覆了不了現在的數字化計算系統,也根本不會有什么市場和應用前景。
其實用DNA存儲數據這個想法幾年前就已經實現了,但是目前來看仍然有著三座難以逾越的高峰:
1、成本問題。制約科學技術發展和推動科學技術發展的都是成本問題,目前來說DNA存儲的技術成本相當之大,其投入之多讓很多機構都無法承擔。就拿2002年完整基因組測序工作來說,當時集中了20個研究所的專家,利用這些研究所所配置的基礎設施,經歷13年,投入30億美元獲得了約30億核苷酸序列。但是成本問題畢竟是與技術成熟程度相輔相成的,隨著未來研究人員不斷開發方法,處理大數據的量、速度和可變性方面的問題將不再受到成本的制約。
2、讀寫速度。目前來說不管是DNA的存儲速率還是讀寫速率都不及普通的傳統硬盤,說出來可能有人會大跌眼鏡,只有4M每秒,也許有人會說這種速度連我家的網速都比不上,讀寫速率的話就更不用多說了,這也是現在DNA存儲技術急需解決的問題。但是有報道稱,傳統的 DNA 測序產品已經在生物技術市場上銷售,可以讀取 DNA 數據,這一全新的序列技術用例將有助于提高速度,其真實性就不得而知了。
3、準確率問題。目前科學家聲稱的DNA存儲技術的數據準確率大約在99%,這個數字放在傳統存儲系統中也許無關緊要,但是如果是放在人體的DNA中就顯得遠遠不夠了。因為人們目前已知的人體內部DNA、信息遺傳、分子代謝等問題不過是冰山一角,1%的數據差別也許會導致非常嚴重的后果。
解決不了這幾個問題,DNA生物數據技術就只能呆在實驗室里,目前看來起碼十年之內不可能解決,所以我們也不要抱太大的希望。
但是未來的技術是說不準的,也許通過DNA存儲技術我們就可以實現“記憶遺傳”,也就是在小說中經常出現的“前世真靈不滅”,也許我們也可以通過DNA生物存儲技術實現“克隆人”的技術突破,也許我們可以通過這個技術實現“永生”,一切都是說不準的。
最終,我們不要忘了一句話:雖說科學技術需要超前的想象力,但是科學也必須要正視任何現實,以及它所帶來的一切影響與后果。
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