DNA活字喷墨打印机 “毕昇一号”研发成功

科技日报北京3月18日电 （记者陆成宽）记者18日从中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）获悉，受我国古代活字印刷术启发，来自该所等单位的科研人员提出了一种经济高效的DNA活字存储方法，并成功研发出DNA活字喷墨打印机“毕昇一号”。相关研究成果作为封面文章发表于《先进科学》杂志。

在大数据时代，全球数据量飞速增长，海量数据是推动AI发展的关键。然而，传统存储设备存在寿命短、能耗高、占用空间大等问题，难以满足日益增长的数据存储需求。DNA作为一种天然的存储介质，具有高密度、长寿命和低能耗的优势，被视为解决大数据存储难题的潜在方案。

“然而，目前大多数DNA存储技术采用类似雕版印刷的设计策略，需要每次使用时重新合成DNA，不仅成本高，而且耗时长，限制了DNA存储技术的实际应用。”论文共同通讯作者、中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）研究员陈非说。

为突破现有DNA存储技术的应用瓶颈，科研人员成功研发出新型DNA活字存储技术。该技术的核心是使用预制的短DNA片段，每个片段可以存储1字节的信息，然后像拼积木一样通过酶连接组装形成DNA活字块。这些DNA活字块既能直接保存在质粒中体外存储，也能借助大肠杆菌实现生物体内存储。

为了进一步实现DNA活字的自动化存储，科研人员研制了名为“毕昇一号”的DNA打印机。这台设备能像喷墨打印机一样批量“打印”DNA存储活字块，成功实现了文本、图片、音频、视频等各类数字文件的高效存储和精准还原，解码准确率达到100%。“这一成果为DNA数据存储技术的未来发展提供了新的思路和范式，并有望在未来建立规模化、标准化、市场化的DNA活字存储全新生态系统。”陈非说。