起源于幾千年前的中國古代哲學思想“陰陽”，為今天的大數據研究提供了靈感。4月25日，《自然-計算科學》發表一項來自深圳的最新成果，該研究開創了一套獨具優勢的“陰陽”編解碼系統，用以解決當前DNA信息存儲領域的技術難題。
研究由深圳華大生命科學研究院主導，深圳國家基因庫、首都師范大學、美國哈佛大學等多個研究團隊共同參與。
存儲信息，DNA是“資深前輩”
我們正處在前所未有的信息大爆炸時代。據估算，2025年全球每天將產生491EB數據，相當于每天制造出2億張DVD光盤。如此海量數據，如何長期穩定存儲?
2019年，“DNA數據存儲器”入選《時代周刊》年度100項最佳發明。
如何用DNA存儲數據?華大相關負責人用一句話進行了解釋。所有信息在計算機中由二進制的方式存儲，即0和1兩個數碼;而儲存在DNA中的生物遺傳信息，則以A、T、G、C四種堿基表現。“如果把信息語言的0和1，轉換為生物語言的ATGC，DNA就有望成為‘完美’存儲器了。”該負責人說。
事實上，在信息存儲界，相較于現有的U盤、硬盤、磁帶等，DNA可以說是坐擁數十億年經驗的資深前輩。
第一是超高的信息密度，2012年《科學》雜志文章指出，1克DNA理論上可以存儲455EB數據，相當于數千萬個1TB移動硬盤的大小;第二是超長的待機時間，DNA作為相對穩定的分子，其半衰期長達521年，在理想狀態下甚至可保存成千上萬年;第三是超強的生物兼容性，DNA作為絕大多數生物遺傳信息的載體，相對無機物、金屬等存儲介質而言，具有更強的生物兼容性。
“陰陽”思想，解DNA存儲難題
“DNA的雙鏈模型，是否能如‘陰陽’一樣對立、統一和互化?”基于此，研究團隊開創了一套名為“陰陽”的比特-堿基編解碼系統，驗證了該系統在信息密度、技術兼容性、數據恢復穩定性等多方面的優勢。
“我們以兩套不同的規則，分別對兩條二進制信息進行‘一對一’編譯轉換，再取兩者統一交集的部分，實現將兩條獨立的信息組合統一為一串DNA序列。”華大相關負責人表示。
據悉，目前常用的保存方法分為體內和體外兩種模式，兩者孰優孰劣尚未形成明確定論。為了全方位驗證“陰陽”系統的信息恢復穩定性，華大研究院團隊通過體外DNA干粉和細胞體內大片段兩種存儲環境進行測試，皆實現了原始存儲數據的完整恢復。(記者 袁斯茹)
