近日，我國科研人員在DNA存儲領域取得新突破，研發了一種全新的DNA存儲系統——HELIX，該系統專門用於存儲生物醫學數據，併成功實現了60MB的時空組學圖像的存儲與恢復。
這一科研成果由天津大學應用數學中心吳華明教授團隊取得，該成果於近日在國際學術期刊《自然-計算科學》上在線發表。
圖爲HELIX系統架構。新華社發
近年來，隨着信息技術的飛速發展，傳統信息存儲方式已逐漸無法滿足大數據時代的需求。DNA信息存儲技術應運而生，被視爲未來大規模數據存儲的潛力介質。
吳華明介紹，每克DNA能夠存儲數百艾字節的數據，並且在無需電力的情況下能夠保存長達數千年。尤其在生物醫學數據領域，DNA存儲的潛力尤爲顯著，其存儲的圖片數據分辨率高、存儲週期長、且相似度強，具有巨大的應用前景。
研究團隊利用DNA成功存儲兩張圖片。新華社發
據介紹，研究團隊開發的HELIX系統包含三個核心模塊：圖像壓縮、圖像糾錯編碼和圖像復原。針對DNA存儲過程中可能出現的鹼基錯誤，HELIX對現有壓縮算法進行了優化，大幅增強了系統的容錯能力。同時，爲了進一步提升圖像解碼的成功率，團隊還引入了深度學習技術，在圖像修復過程中顯著增強了信息恢復的能力。
在實驗室中，研究團隊成功將兩張共60MB的時空組學圖像編碼爲13萬條、每條183個鹼基的DNA序列，並通過DNA合成與測序技術，成功恢復了圖像數據。
吳華明表示，該研究表明，針對特定數據類型量身定製的DNA存儲系統，不僅在存儲效率上表現卓越，還在可靠性方面展現出更大的優勢，爲DNA信息存儲技術的廣泛應用奠定了堅實的基礎。
