近期，中國科學院北京基因組研究所攜手計算技術研究所及中科計算技術西部研究院，共同宣布了一項創新成果——“畢昇一號”DNA活字噴墨打印機的問世。這款設備靈感源自中國古代的活字印刷術，意在破解當前DNA存儲技術的局限性。
傳統DNA數據存儲技術往往采取一次性合成策略，即每次存儲都需要重新合成DNA，這不僅成本高昂，而且耗時較長，極大地阻礙了DNA存儲技術的商業化進程。相比之下，“畢昇一號”則采用了活字印刷的邏輯，實現了DNA片段的復用與靈活組合。
“畢昇一號”的核心在于其DNA活字，這些活字由預先制備的20個核苷酸（nt）長度的短雙鏈DNA片段構成，每個片段能夠編碼1字節的信息，包括內容、地址或校驗數據。更特別的是，每個DNA片段的兩端都設計有4個核苷酸的粘性末端，通過先進的酶連技術，這些片段能夠迅速組合成DNA活字塊。
這些活字塊不僅可以通過特定的酶切位點克隆到質粒中，在體外進行長期保存，還可以通過轉化到大腸桿菌體內，實現生物體內的穩定存儲。這一設計極大地提高了DNA存儲的靈活性和持久性。
“畢昇一號”的應用范圍廣泛，它能夠精確地將文本、圖片、音頻和視頻等多種類型的計算機數據文件打印并存儲在DNA中，且在解碼時能夠實現100%的精確度。研究團隊透露，目前初代系統的單個DNA活字可重復使用高達10000次，使得存儲成本大幅降低至每兆字節122美元，這一成本遠低于現有的所有DNA數據存儲系統。
初代系統的打印效率也相當可觀，達到了每秒4字節的速度，遠勝于當前的從頭合成DNA存儲技術。這一突破性的進展，無疑為DNA存儲技術的實際應用開辟了新的道路。
“畢昇一號”的成功研發，不僅是對中國古代智慧的現代詮釋，更是DNA存儲技術領域的一次重大革新。它有望在未來成為數據存儲領域的一顆璀璨新星，引領我們邁向更加高效、經濟的數據存儲新時代。
