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在大数据时代，全球海量数据流对数据存储系统提出了严峻的挑战。由于DNA具有令人难以置信的高存储密度——一克DNA可以存储215,000太字节，相当于1000万小时高清视频的大小（Imburgia & Nivala, 2024）——和长期稳定性，它是一种有吸引力的数据存储介质。然而，传统的DNA存储依赖于从头合成，其中核苷酸以固定的顺序一个接一个地添加，这使得该过程既耗时又昂贵。Zhang等人的方法使DNA自组装能够使数据写入变得并行和可编程。
标题：Parallel molecular data storage by printing epigenetic bits on DNA
研究介绍：
研究论文首次提出了一种基于并行写入策略的DNA存储方法。该技术不依赖于主流的“从头合成”写入路线原理，通过DNA自组装与选择性酶促甲基化的组合原理，可将“表观比特”（epi-bit，5-甲基胞嘧啶）编码的数字信息并行打印在DNA分子上。同时，研究中还成功实现了个人订制DNA存储示例，证明了便捷的分布式DNA存储应用潜力。该方法的建立，不仅为实现了快速、低成本的大规模分子数据存储奠定了技术基础，还为未来DNA存储的发展提供了全新思路。
研究重要性：
在大数据时代，全球海量数据流给数据存储系统带来了迫在眉睫的挑战。由于 DNA 具有令人难以置信的高存储密度--一克 DNA 可存储 215,000 太字节，相当于 1,000 万小时的高清视频（Imburgia & Nivala，2024 年）--和长期稳定性，它是一种极具吸引力的数据存储介质。然而，传统的 DNA 存储依赖于从头合成，即按照固定顺序逐个添加核苷酸，因此过程耗时且成本高昂。Zhang 等人的方法实现了 DNA 的自组装，使数据写入变得并行和可编程。
此外，60 名来自不同学术背景的志愿者采用了这种方法，证明了个人也可以使用 epi-bit 方法进行个性化的 DNA 存储。这清楚地表明了 Zhang 等人的 epi-bit 方法作为一种易用、多功能、快速、低成本的 DNA 存储方法所具有的潜力。
研究方法：
- 通过对 DNA 中的胞嘧啶碱基进行选择性甲基化来编码信息。
预先合成的 DNA 片段（称为 DNA 砖）被组装在可重复使用的 DNA 链上。每块 DNA 砖都与链上的一个独特位置结合。
DNA砖的精确结合会引导酶对模板上的特定位置进行甲基化，从而有效地将数据 “打印 ”到模板上。
按照与计算机硬件相同的二进制系统，每块 DNA 砖都带有一个甲基化或未甲基化位点，分别编码 1 或 0。
使用纳米孔测序设备读取 Epi-bits。
主要发现
Zhang等人利用外显子位方法，在自动化平台上将27.5万个信息比特写入五个模板，无需合成DNA，其中包括两张白虎和大熊猫的高清照片。
iDNAdrive是Zhang等人创建的一个允许用户自行编码数据的平台，志愿者使用表位写入工具包编码了约5000比特的数据。读取数据时的错误率低至 1.42%。
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