在當(dāng)今的數(shù)字化時(shí)代，全球數(shù)據(jù)量正以驚人的速度增長，從社交媒體產(chǎn)生的海量內(nèi)容，到醫(yī)療和科研中的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式已經(jīng)面臨存儲(chǔ)密度、能耗和耐久性的極限。而DNA信息存儲(chǔ)正逐漸成為一種備受關(guān)注的前沿技術(shù)。DNA天然具有極高的存儲(chǔ)密度和穩(wěn)定性，它不僅能夠保存大量信息，還能在極端條件下穩(wěn)定存在數(shù)千年。那么Oligo Pools（寡核苷酸池）如何支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展呢?

為什么選擇DNA作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)？

DNA是自然界中信息存儲(chǔ)的最佳載體之一。在理論上，1克DNA可以存儲(chǔ)超過200PB（千萬億字節(jié)）的數(shù)據(jù)，這樣的存儲(chǔ)密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的硬盤和藍(lán)光光盤。并且，DNA的耐久性極高，在冷干環(huán)境中可以保存數(shù)千年，適合作為長期檔案存儲(chǔ)。此外，DNA存儲(chǔ)幾乎不消耗能源，能夠大幅度減少現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的能耗需求，是實(shí)現(xiàn)綠色存儲(chǔ)的理想選擇。

Oligo Pools在DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的關(guān)鍵作用

Oligo Pools，即大量并行合成的短DNA序列集合，是DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的核心支持技術(shù)。通過生成大量獨(dú)特的DNA序列，Oligo Pools不僅為DNA存儲(chǔ)提供了高效的編碼方式，還解決了傳統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)在容量、靈活性等方面的瓶頸。

1. 數(shù)據(jù)編碼的“秘密武器”

在DNA存儲(chǔ)中，數(shù)據(jù)首先要從二進(jìn)制編碼（0和1）轉(zhuǎn)換為A、T、C、G的堿基序列。這一過程可以通過Oligo Pools來完成，將數(shù)據(jù)分割為小片段，然后合成成數(shù)以百萬計(jì)的短DNA序列。每條寡核苷酸鏈代表一個(gè)數(shù)據(jù)片段，所有片段組合在一起形成完整的數(shù)據(jù)集。這一編碼技術(shù)正是Oligo Pools的核心價(jià)值，使得DNA存儲(chǔ)具備了在極小空間內(nèi)保存海量數(shù)據(jù)的能力。

2. 完善的容錯(cuò)機(jī)制

DNA存儲(chǔ)面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是誤差管理。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)通過冗余和校驗(yàn)技術(shù)確保數(shù)據(jù)完整性，而在DNA存儲(chǔ)中，Oligo Pools通過增加冗余序列和糾錯(cuò)機(jī)制來解決這一問題。研究顯示，通過組合PCR等技術(shù)，科學(xué)家們能夠在讀取過程中排除非目標(biāo)序列，從而實(shí)現(xiàn)99.9%以上的檢索精度。這種技術(shù)不僅適用于DNA存儲(chǔ)，還可以幫助合成基因片段或數(shù)據(jù)文件，為未來的基因組編輯和數(shù)據(jù)修復(fù)提供重要支持。

3. 高效的數(shù)據(jù)檢索能力

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的目的是為了有效的讀取和利用。在DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，讀取過程主要依靠DNA測序，而Oligo Pools能夠?qū)崿F(xiàn)特定序列的靶向檢索，使得數(shù)據(jù)提取更加高效。例如，通過設(shè)計(jì)獨(dú)特的引物序列，科學(xué)家可以在一個(gè)復(fù)雜的DNA池中選擇性地檢索出特定數(shù)據(jù)，避免了不必要的測序資源浪費(fèi)。這一高效的檢索能力不僅提升了DNA存儲(chǔ)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，也為高通量的科學(xué)研究提供了便利。

如何利用Oligo Pools進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)？

? 選擇合適的編碼策略

DNA存儲(chǔ)的密度和誤差率受編碼方式影響很大。泓迅生物具備靈活的編碼方案，能夠幫助優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率和準(zhǔn)確性，確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的穩(wěn)定性。

? 保持良好的存儲(chǔ)環(huán)境

雖然DNA具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，但冷、干燥、避光的存儲(chǔ)環(huán)境能夠延長其保存期限，確保數(shù)據(jù)在長期內(nèi)不受損失。

? 注重規(guī)模化生產(chǎn)

隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的增長，高通量的Oligo Pools合成顯得尤為重要。泓迅生物擁有豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，可以確保大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性和可擴(kuò)展性。

泓迅生物Oligo Pools合成

如何支持DNA存儲(chǔ)成為主流？

隨著Oligo Pools和組合PCR等技術(shù)的不斷發(fā)展，DNA存儲(chǔ)正逐漸從理論走向?qū)嵺`，并有望成為未來主流的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式之一。 Oligo Pools為DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了高效、可靠的數(shù)據(jù)編碼、存儲(chǔ)和檢索解決方案。

通過Oligo Pools，DNA存儲(chǔ)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)超高密度，還能確保長期的穩(wěn)定性，打破了傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式的諸多限制。可以預(yù)見，Oligo Pools將隨著DNA存儲(chǔ)的進(jìn)一步發(fā)展，不斷擴(kuò)展應(yīng)用，甚至可能會(huì)被應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院檔案和公共記錄等長久保存需求極高的場景。

泓迅生物Syno^?高通量合成平臺(tái)利用噴墨技術(shù)在芯片上單次平行合成高達(dá)89萬條寡核苷酸序列，最長可達(dá)300 nt。在合成過程中，每個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)形成彼此隔離的微液滴，保障零交叉污染，合成的序列準(zhǔn)確性高、均一性好。定制化合成服務(wù)可完美匹配客戶下游實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用。如CRISPR sgRNA篩選文庫、高通量測序、高通量基因合成、合成生物學(xué)等，提高后續(xù)高通量篩選效率和長片段組裝成功率。

References

Winston, C., Organick, L., Ward, D., Ceze, L., Strauss, K., & Chen, Y. J. (2022). Combinatorial PCR method for efficient, selective oligo retrieval from complex oligo pools. ACS Synthetic Biology, 11(5), 1727-1734.