原标题:天津大学创新DNA存储算法让千年敦煌壁画再保存千年万年
工人日报-中工网记者张玺 通讯员赵晖
(资料图片)
记者日前从天津大学获悉,该校合成生物学团队创新DNA存储算法,将十幅精选敦煌壁画存入DNA中,通过加速老化实验验证,壁画信息在实验室常温下可保存千年,在9.4°C下可保存两万年。该算法支持DNA分子成为世界上最可靠的数据存储介质之一,可以让面临老化破损危机的人类文化遗产信息保存千年万年。
从结绳记事、仓颉造字到磁带、硬盘等现代磁光电存储技术,人类文明的发展与存储技术密切相关。随着科学技术的进步,数据存储方式不断迭代创新。中国科学院院士、天津大学元英进教授团队一直致力于研究下一代存储技术——DNA存储。
图1 DNA存储的敦煌壁画
“据国际数据公司估计,到2025年全球数据总量将达到惊人的175 ZB(1 ZB ≈ 1021 字节)。全世界都在建数据中心,数据中心的能耗是惊人的。DNA存储由于其高存储密度与低能耗处理等特点,被视为一种极具潜力的存储技术,成为应对数据存储增长挑战的新机遇。“元英进院士介绍说。
2021年8月,元英进教授团队取得DNA存储的重大突破。该工作及后续研究内容先后发表于《National Science Review(国家科学评论)》和《SCIENCE CHINA-Life Sciences(中国科学-生命科学)》。
图2 DNA存储技术概念图
DNA存储高效低耗,但作为一种链式生物大分子,在体外常温保存时会面临DNA断裂降解等风险,严重影响信息存储的长期可靠性,是亟待解决的关键科学问题。对此,元英进团队设计了基于德布莱英图理论的序列重建算法来解决DNA断裂等问题。该算法结合贪婪路径搜索和循环冗余校验码来实现断裂DNA片段的高效从头组装,从原理上支持了DNA存储的长期可靠性。
图3 基于德布莱英图图论设计的序列重建算法高效解决DNA断裂、降解问题
结合该序列重建算法(内码)与喷泉码算法(外码),团队设计编码了6.8 MB敦煌壁画,合成了承载图片信息的DNA片段21万条。为数据的长期可靠性,团队制备了一个没有任何特殊保护的DNA水溶液样本,并在70°C下加速样本断裂、降解长达十周。处理后的DNA片段80%以上都发生了断裂错误,依靠设计的序列重建算法依然可以准确组装并解码96.4%以上的片段,再通过喷泉码解决少量片段丢失的问题,原始的敦煌壁画图片依然能够完美恢复。根据理论推算,这种程度的高温破坏相当于实验室常温25°C一千年或者9.4°C长达两万年的自然保存。
据介绍,这是继基于人工合成染色体的酵母体内信息存储模式取得突破后,天津大学合成生物学团队在DNA信息体外存储模式上又取得的重要突破。
凡本网注明“XXX(非现代青年网)提供”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和其真实性负责。
原标题:天津大学创新DNA存储算法让千年敦煌壁画再保存千年万年工人日报-中工网记者张玺通讯员赵晖记者日前从天津大学获悉,该校合成生物学团
2022-09-17 09:41
原标题:“她的作品是两岸文学交流的纽带”(主题)——两岸书迷共忆三毛(副题)人民日报海外版记者张盼 1989年,台湾知名女作家三毛返乡寻
2022-09-17 08:27
【作品广议】原标题:一本沉重的传记肖承森比喻,是漫画最常用的手法。打个什么样的比方,轻快的还是沉重的或者轻快里隐藏沉重,则检视漫画家
2022-09-17 06:47
原标题:感受“双奥”魅力9月15日,北京王府井步行街,市民正在观看“2008-2022双奥之城双奥会刊”主题展,通过长约百米的“卷轴”式参观路线,
2022-09-17 05:45
原标题:工人的画(第1729期)新旧之弈北京苏凝遗迹辽宁于海林听说里面位子有空缺陕西李天跃体检归来新疆王献忠剩余空间黑龙江郝延鹏换笔头河南
2022-09-17 05:29
原标题:《上海爱情浮世绘》出版(引题) 潘向黎新作描摹上海爱情故事(主题)今晚报讯(记者高丽)继12年前的长篇小说《穿心莲》之后,鲁迅
2022-09-16 16:43
原标题:来自卡尔维诺的文学自白俞耕耘卡尔维诺认为,他走上写作道路的两大原因是:口头表达能力差,没有经商的能力。“如果我谈话没有困难的
2022-09-16 15:47
原标题:法兰西喜剧院《伪君子》:答尔丢夫的当代诱惑赖荼今年是法国戏剧家莫里哀诞辰400周年,比利时导演伊沃·范·霍夫与法兰西喜剧院合作排
2022-09-16 15:33
原标题:档案守护人类历史记忆北京日报|2022年09月16日秦鹏博档案,是我们日常生活中常见的事物,它是记载人们社会生活的原始记录,其重要性不
2022-09-16 15:37
原标题:河南郑州:商代贵族墓葬区首次发现商代中期“金覆面”9月16日,记者从郑州市文物考古研究院了解到,郑州发现一处商代贵族墓葬区。据了
2022-09-16 15:27
原标题:朱山坡短篇小说集《萨赫勒荒原》上市:抛却人间烟火,奔赴远方的蓬勃工人日报—中工网记者陈俊宇近日,首届郁达夫小说奖、第五届林斤
2022-09-16 15:25
据外媒报道,德国悬疑剧《1899》海报曝光,海面上出现的神秘三角形,搁浅的邮轮都让氛围感拉满。在之前发布的物料中,《1899》的故事大背景
2022-09-16 09:12
经典漫画《海贼王》全新动画电影《海贼王:红发歌姬》在公映38天后,最新官方统计显示总共观影人数突破了1000万,平均约每11人中就有一人动
2022-09-16 09:12
原标题:“传”与“创”,让传统文化“活”起来新华日报记者吴雨阳在我们身边有这样一群人,他们不仅热爱中华传统文化,还通过“创造性转化,
2022-09-16 09:29
原标题:第十三届中国艺术节在河北雄安新区闭幕第十七届文华奖、第十九届群星奖揭晓新华社石家庄9月15日电(记者高博)由文化和旅游部、北京市
2022-09-16 09:26
原标题:位于苏州创办于光绪年间百余年来只卖旧书97岁的店主坚持每天来上班(引题) 文学山房书店:沧桑百年初心依“旧”(主题)文 北京青年
2022-09-16 09:30
原标题:《行走大运河》开播(引题) 古老的运河流动的文化(主题)文 北京青年报记者肖扬9月15日,中央广播电视总台文艺节目中心制作的16集
2022-09-16 09:36
原标题:田雨、李光洁、关晓彤等集体致敬抗战文艺先驱(引题)原创话剧《抗战中的文艺》相信集体的力量(主题)文 北京青年报记者郭佳摄影 北
2022-09-16 09:38
原标题:探寻多面人性,《消失的孩子》未止步于悬疑羊城晚报记者艾修煜从《白夜追凶》《隐秘的角落》的大爆,到《风起陇西》《开端》的出圈…
2022-09-16 06:30
原标题:路德维希夫妇捐赠作品亮相清华大学毕加索等大师精品在列中新网北京9月15日电(记者应妮)在中德建交50周年之际,由中国美术馆、清华大
2022-09-15 16:26
“护文化遗产彰时代新义”原标题:陕西擦亮秦腔文化名片——(引题)为传统文化创新赋能(主题)人民日报记者原韬雄 核心阅读在陕西,秦腔不
2022-09-15 15:33
原标题:“文津经典诵读”十年展举办人民日报海外版电(记者张稚丹)熟悉的古琴声中,一个男声悠悠低吟“渭城朝雨浥轻尘,客舍青青柳色新……
2022-09-15 15:31
原标题:新专辑《郎朗的迪士尼》16日发行(引题)钢琴家郎朗讲述自己的动画梦(主题)北京青年报记者田婉婷“我小时候特别喜欢看动画片,正是
2022-09-15 15:26
原标题:北京科学嘉年华明天开幕(引题)神十三返回舱将首次展出(主题)北京晚报讯(记者刘苏雅)9月15日至21日,全国科普日北京主场活动将在
2022-09-15 09:40
原标题:山东省全国重点文物保护单位达到226处工人日报-中工网记者田国垒通讯员李明芮葛红普9月13日,记者从山东省文物工作电视会议上了解到,
2022-09-15 09:34