一个冰箱体积能存2.6亿TB数据！我国成功研发出细菌彩珠硬盘：突破DNA存储瓶颈！

相关研究成果发表于《先进材料》，附论文链接如下： https://doi.org/10.1002/adma.202415358 在当前的数字化时代，全球数据量正呈指数级增长，致使现有存储技术面临严峻的挑战。而DNA存储技术因其高密度、长寿命、低能耗、高安全性以及潜在的低成本等优势，就成为了备受瞩目的解决方案。然而，如何高效存储数据并实现随机访问却仍是亟待解决的难题。 好消息是，就在日前，清华大学机械工程系熊卓教授科研团队就正式提出了一种基于工程化活体存储微球（Engineered Living Memory Microspheroids，简称ELMM）的新型DNA数据存储系统，为大规模数据存储提供了新的解决方案，且相关研究成果已于2月21日在线发表于国际学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）。 据我们了解，这种活体存储微球携带彩色荧光标记，被形象地称为“细菌彩珠硬盘”。 为了解决传统DNA存储方法面临的数据检索效率低、存储成本高以及数据稳定性不足等挑战，研究团队就将编码后的DNA信息插入到了带有荧光表达功能的质粒中，并将其转化至细菌内部。随后利用微流控技术将这些细菌封装于水凝胶微球中，成功构建了“细菌彩珠硬盘”。 这种微球不仅能有效保护基因改性细菌免受外界环境干扰，防止泄漏，还能通过细菌产生荧光作为标记，进而实现数据的快速检索和分类。 与此同时，研究团队还进一步证实了“细菌彩珠硬盘”在室温下的长期稳定性。通过多次冻干和复水实验，证明其在多轮循环后仍能保持功能。 另值得一提的是，他们还展示了“细菌彩珠硬盘”系统的高检索效率。借助荧光辅助分选（FAS）技术，实现了对特定DNA数据的快速检索。即使在数据拷贝量极少（每种文件约10个拷贝）的情况下，数据也能被准确检索，并通过细菌扩增实现快速廉价信息拷贝，理论检索速度可达196.72MB/s。 同时该系统还有望以一个普通家庭冰箱的体积（1.5m³），存储约260700PB的信息，也就是2.6亿TB。 而要知道，截至2022年11月的公开数据，百度网盘用户规模达到8亿，存储的数据总量超过1000亿GB，也就是1亿TB左右。这意味着，不到半个冰箱体积的“细菌彩珠硬盘”，就能存下百度网盘所有的数据。 最后总而言之，这一研究成果不仅突破了现有DNA存储的技术瓶颈，还有望推动DNA存储技术走向应用，为未来大规模数据存储提供高效、稳定且可持续的解决方案。