A DNA-of-things storage architecture to create materials with embedded memory

使用DNA储存数据的兔子

DNA储存技术可以在很小的体积里储存大量的信息，而且这种储存技术的半衰期很长。本文中作者设计了一种“DNA-of-things(DoT)”存储架构，以生产一种内存信息恒定不变的储存材料。在DoT框架中，使用DNA分子记录数据，然后将这些DNA分子封装在纳米二氧化硅珠中，这些纳米二氧化硅珠被融合成各种材料，用于打印或者铸造任何形状的物体。作者结合DoT技术和三维打印技术，首先打印了一个包含45kB数据的“斯坦福兔子”。然后使用这只兔子上的“细胞”克隆了5代一模一样的兔子，每一代兔子的DNA信息都完全一致，不存在新合成的DNA或者原来DNA的损失。接着为了测试DoT的扩展性，作者将一个1.4MB的视频转换为DNA信息，储存在了有机玻璃合成的眼镜片中，可以通过切一小块镜片，并对嵌入其中的DNA进行测序来获取这个视频。DoT可以应用于医疗植入物中储存电子健康档案，由于储存数据不受形状的限制，即数据可以储存在日常携带的各种物品中，很难发现某个物品其实是储存数据的“U盘”，要破解这种数据面临多重障碍，首先，二氧化硅小球或是其他能容纳和保存DNA数据的介质可以“易形”为各种物品，很难找数据存储点；其次，DNA被隔离在介质中，普通的传感技术如紫外线将不能检测出DNA；再次，即使拿到了这个储存DNA的二氧化硅小球，也需要知道退火位点才能通过PCR来扩增DNA，从而解码信息。但这种技术存在致命的缺点：DNA合成和定制的成本高昂，测序解码信息也是一笔不小的费用；另外，解码这种数据需要很长的时间（数十小时），而我们平时所用的U盘是可以随时随地的写入或者读取信息的。这些缺点限制了这种技术的发展。

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