脱氧核糖为什么要脱氧

随着摩尔定律逐渐逼近其极限，新的存储介质的探索变得尤为迫切。最近，东南大学的研究团队取得了重大突破。他们成功将校训“止于至善”以DNA分子的形式进行存储，这一创新成果于12月5日被公布在国际学术期刊《科学·进展》上。这项研究引发了人们对未来高通量自动化DNA存储技术的无限遐想。

随着生物技术的进步，特别是高通量DNA测序和合成技术的发展，DNA数据存储技术已从科幻小说中走向现实。DNA作为大多数生物的核心遗传物质，承载着生命的所有遗传密码。这串密码中的四种关键碱基——腺嘌呤脱氧核苷酸（A）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）、胞嘧啶脱氧核苷酸（C）和鸟嘌呤脱氧核苷酸（G），为数据存储提供了新的可能性。

东南大学生物科学与医学工程学院的教授刘宏表示，以DNA分子为基础的数据存储系统近年来被视为解决未来“数据危机”的一种可行方案。现有的信息存储方法主要依赖于芯片等磁性材料，但它们的存储密度难以突破纳米级别。而DNA的分子尺度在纳米级以下，如果能实现存储，其存储密度将比现有技术高1000倍，且存储时间长、耗能小。

为了实现DNA存储的微型化、集成化和自动化，刘宏教授和他的团队研发了一种新技术。他们通过将DNA的四种碱基比作二进制的0和1，实现了信息的编码。在实验中，他们成功将东南大学的校训“止于至善”进行英文编码，并存储在电极上合成的DNA分子中。读取信息时，团队通过算法将四进制数据转化为二进制数据，从而获取结果。

那么，如何让A、T、C、G按照给定的信息排列组合呢？刘宏教授团队通过改进传统的亚磷酰胺化学合成方法，实现了DNA分子的精确合成和测序。他们利用电化学脱保护技术，使A、T、C、G在特殊溶液中按照特定规则串联，然后基于电荷振荡现象对电极表面的DNA分子进行测序，以读取存储在DNA中的信息。

尽管这项技术仍处于实验室阶段，且距离商业化应用还有一段路要走，例如需要改进溶液的化学合成方法以提高信息转化效率。但刘宏教授表示，这并不影响DNA存储的未来前景。他认为，DNA存储有望成为下一代信息存储技术。

这项研究展示了科技在数据存储领域的无限可能。随着技术的不断进步，我们期待DNA存储技术在未来能够广泛应用于各个领域，为人类带来更多的便利和突破。（记者 金凤 通讯员 唐瑭）