DNA存敦煌壁畫儲兩萬年

    【據新華社天津十七日電】從天津大學獲悉，該校合成生物學團隊創新DNA存儲算法，將十幅精選敦煌壁畫存入DNA中，通過加速老化實驗驗證壁畫信息在實驗室常溫下可保存千年，在九點四攝氏度下可保存兩萬年。該算法支持DNA分子成為世界上最可靠的數據存儲介質之一，可以讓面臨老化破損危機的人類文化遺產信息保存千年萬年。該成果近日發表於《自然 · 通訊》上。

    中國科學院院士、天津大學元英進教授帶領團隊一直致力於下一代存儲技術——DNA存儲。去年八月元英進教授團隊取得DNA存儲的重大突破，從頭編碼設計合成了一條長度為二十五萬四千八百八十六鹼基對、專用於數據存儲的酵母人工染色體，將兩張經典圖片和一段視頻存儲於人造染色體中，利用酵母繁殖實現了數據穩定複製，並用納米孔測序器件實現了數據快速讀出與無錯恢復。

    解決斷裂問題

    DNA存儲高效低耗，但作為一種鏈式生物大分子，在體外常溫保存時會面臨DNA斷裂降解等風險，嚴重影響信息存儲的長期可靠性，是亟待解決的關鍵科學問題。對此，元英進團隊設計了基於德布萊英圖理論的序列重建算法來解決DNA斷裂等問題。

    結合該序列重建算法（內碼）與噴泉碼算法（外碼），團隊設計編碼了六點八MB敦煌壁畫，合成了承載圖片信息的DNA片段二十一萬條。為數據的長期可靠性，團隊製備了一個沒有任何特殊保護的DNA水溶液樣本，並在七十攝氏度下加速樣本斷裂、降解長達十周。處理後的DNA片段百分之八十以上都發生了斷裂錯誤，依靠設計的序列重建算法依然可以準確組裝並解碼百分之九十六點四以上的片段，再通過噴泉碼解決少量片段丟失的問題，原始的敦煌壁畫圖片依然能夠完美恢復。根據理論推算，這種程度的高溫破壞相當於實驗室常溫二十五攝氏度一千年或者九點四攝氏度長達兩萬年的自然保存。