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全球首個DNA儲存器發佈:儲存密度比HDD高1000倍!
12月6日消息,據外媒PR news wire報導,美國DNA儲存技術初創公司Atlas Data Storage於12月3日宣佈推出了全球首個商業化的DNA儲存產品——Atlas Eon 100,並號稱是“全球首個可擴展的DNA資料儲存產品”,能夠實現長期的 TB 級 DNA 儲存。據介紹,Atlas Eon 100採用的是合成DNA,消除了傳統磁性介質的重大侷限,其儲存密度是磁性儲存器(機械硬碟/HDD)介質的1000倍以上,其編碼為通用且經過時間考驗的格式,不僅可高效複製、體積小、運輸方便,也具有無與倫比的耐用性。Atlas Data Storage 創始人 Bill Banyai 表示:“Atlas 自豪地成為全球唯一一家大規模交付基於 DNA 技術的儲存產品的公司。這是十多年跨多個領域的產品開發與創新的結晶。我們計畫提供新的解決方案,用於長期歸檔、AI模型資料保存,以及保護遺產和高價值內容。”DNA儲存技術才是未來?隨著科技的發展,資料正處於持續性的爆炸式增長,特別是隨著人工智慧技術的圖片,這一趨勢更加明顯。根據預測,目前全球每分鐘將產生280PB的新資料,而這些資料的儲存需求也極大地推動了對於當前包括機械硬碟、快閃記憶體等各類儲存器的需求。但是這些傳統儲存技術相對於巨大的資料儲存增長需求來說,也存在著密度提升慢、產能提升慢、儲存能耗高、成本高、長期耐用性等方面的問題。由於DNA的資訊儲存具有儲存密度高‌、‌保存壽命長‌、‌‌維護成本低‌、佔用體積小‌、物理穩定性高等優點,近年來很多的科學家都在研究DNA儲存技術。比如,根據目前最有效的 DNA 編碼技術,每克DNA可以容納多達 215PB的資料。但DNA儲存的問題在於向DNA寫入和讀取資料,不僅非常緩慢,而且成本高昂。這也正是目前科學界正在努力攻克的關鍵點。但即便如此,這類儲存技術對於那些需要長期甚至是永久穩定保存的資料來說,也依然有著很大的商用價值。Atlas Data Storage表示:“傳統的儲存介質會隨著時間退化——即使在嚴格控制的環境中也是如此。合成DNA儲存在正常辦公環境中穩定,可靠性達99.99999999999%。”可以說,DNA儲存在保存不可替代的圖像和資料上具有極高的優勢。美國儲存網路行業協會也表示,“行業需要一種更密集、更耐用、可持續且具成本效益的新儲存介質,以應對檔案資料未來預期的增長。DNA,作為自然界的資料儲存介質,是一個有吸引力的新興替代方案......”Atlas Eon 100:體積僅同容量磁儲存器的1/1668作為旗下首款DNA儲存器產品,Atlas宣稱,Eon 100可以“無需刷新即可儲存(資料)數千年”,並且穩定溫度可達104華氏度(40攝氏度)。Atlas指出,磁儲存器需要每7-10年連續刷新一次,並且需要配備“專門的溫度和濕度控制”的儲存設施。該公司還堅持認為,DNA複製更容易更快。高儲存密度則是DNA儲存的又一亮點。Atlas聲稱其NDA儲存解決方案可在60立方英吋(0.983立方分米)的體積內部儲存驚人的60PB資料,相比之下傳統磁儲存器要儲存60PB資料則需要10萬立方英吋(1.64立方米)的體積。後者體積是前者的1668倍。Atlas公佈的圖片似乎顯示了Eon 100的NDA儲存陣列類似一個托盤,每個托盤上則擁有8×12個藥丸大小的合成DNA膠囊。6個Eon 100的NDA儲存陣列容量可達60PB。讀寫速率仍是瓶頸在官方新聞稿及相關報導當中,Atlas並未公佈Eon 100的讀寫速率和成本,也並未表示其在DNA讀寫速率上實現了突破。而一些最新學術研究披露的資料顯示,採用DNA寫入的速率需要“大約 40bit/秒”,而平均 1TB 機械硬碟的額定寫入速度為 160MB/s,後者比前者快了約 30,000,000 倍。因此,DNA儲存器的讀寫速率依然是瓶頸。但是,Atlas表示,商業DNA測序儀的吞吐量提升和成本降低的速度比摩爾定律快了超過1000倍。Atlas正在加速這一資料儲存趨勢。使用合成DNA可以將索引碼和糾錯碼(ECC)整合到每條DNA鏈中。“我們的技術效率遠高於生命科學方法,同時不影響資料完整性。”也就是說,Atlas相信隨著DNA儲存的讀寫速率和綜合成本的持續快速降低,未來將有望與當前的儲存器正面競爭。Atlas還透露,其採用了Twist Bioscience提供的DNA合成技術。該DNA合成技術實現了從試管向噴墨技術的轉變。Twist聯合創始人Bill Banyai正帶領Atlas團隊通過定製晶片設計和工程酶,將推動DNA儲存效率的下一飛躍。資料顯示,Twist Bioscience成立於2013年,是一家領先合成生物學和基因組學公司,其顛覆性DNA合成平台推動生物工程實現產業化,該公司開發的專有“矽基晶片”是他們DNA合成平台的核心,也是所有業務的基礎,通過在矽晶片上“書寫”DNA,開創了製造合成DNA的新方法。2020年11月,Twist Bioscience就宣佈與全球基因測序巨頭Illumina、資料儲存業領頭羊Western Digital,以及微軟公司結成聯盟,共同推進DNA資料儲存領域的發展,建立一個全面的行業路線圖。2021年5月,Twist Bioscience成功在其開發用於資料儲存的DNA晶片上合成了200個鹼基對的寡核苷酸。據悉,這些矽基晶片尺寸僅為1µm。這是一個相當大的成就,是有史以來在最小規模的矽基晶片上合成的最長DNA。不過,總結來看,Atlas雖然採用了Twist Bioscience的合成NDA技術,但是其目前推出的首款DNA儲存器Eon 100在讀寫速率上仍然存在著瓶頸,所以主要還是面向有著超長期資料儲存需求的企業級使用者。Atlas創始人 Bill Banyai 也指出,Eon 100的發佈是為應對各機構和行業對超長期數字保存需求的增長。 (芯智訊)
科學看待「基因之父」華生的智商與遺傳理論,事關人類文明的興衰
2025 年11 月6 日,20 世紀最重要的科學家之一、DNA 雙螺旋結構發現者、諾貝爾獎得主詹姆士·華生(James Watson)在美國去世,享年97 歲。1953年4月25日在《自然》(Nature)雜誌刊登了華生和克里克提交的一篇不到一頁的論文,首次向全世界公佈了DNA雙螺旋結構的照片。同期雜誌也刊登了威爾金斯的一篇論文,從技術的角度驗證了雙螺旋結構的正確性。這兩篇論文正式開啟了生物學的DNA時代,這3位作者分享了1962年度的諾貝爾醫學或生理學獎。DNA雙螺旋結構將生命科學研究從宏觀層面過渡到分子層面,進而改變了遺傳學乃至整個生命科學的快速發展,為整個生物學領域的無數創新奠定了基礎;打開遺傳訊息的儲存方式、生命進化樹上不同物種間的關聯,以及治療遺傳疾病的新方法。基因是生命科學研究的基礎;詹姆士‧華生因此被譽為「基因之父」。他的《分子生物學》為這門學科開宗立派。他主導了人類基因組計劃(HGP)。詹姆士·華生被譽為二十世紀人類自然科學最偉大科學家之一。在2007 年,華生在英國《星期日泰晤士報》的採訪時稱“黑人的平均智商不如白人”;“智力與種族存在遺傳關聯”,他對非洲的前途“天生悲觀”;他認為東亞人的平均智力高於歐洲人和非洲人。他的言論馬上引起巨大風波,在政治正確壓力下,雖然他很快公開道了歉,被迫辭去相關職務,世界最頂級冷泉港實驗室撤銷他榮譽頭銜,全球科學界都把華生打入冷宮。研究人類智商是科學問題還是政治問題?華生所言種族智商遺傳基因差異,是否種族歧視或科學事實?現代人類文明是要不斷前進還是倒退?觀點如下:1.毫無疑問研究人類生命是生命科學範疇,包含了人類可見的肉體(包括借助儀器)及無形的精神(智商與情緒)。但在當今西方白左政治正確橫行下,以涉嫌種族歧視名義把研究人類智商科學問題變成了政治問題。2.眾所周知黑種人跑跳運動好、白種人力量運動強、黃種人技巧運動高,科學研究證明這些都是人種遺傳基因差異決定的。當今智商測驗在同類人種,已經是公認可行的檢測;人們也認可家族遺傳的關係;顯然華生有關種族智商差異是有科學依據的。但涉及跨種族研究時馬上被貼上政治不正確的標籤。3.人類經歷了從猿人到智人的生物進化;從原始文明到現代文明的社會進化過程,智力不斷進造就猿人進化到智人(現代人類)。因為受地理、環境、文化、宗教等影響,世界地區社會文明才呈現了巨大差異,有的停留在原始文明、古代文明、近代文明、現代文明。既然社會文明演化有差異化,那麼種族間智商演化也必然有差距,這是自然現實法則。4.無須諱言人類生物進化與社會進化都經過優勝劣汰過程,人類社會才進入到現代文明;優生優育也是每個家庭的希望,人類社會文明要不斷前進,就應該在科學指導下,不斷提高人類整體高智商比例。從生命科學遺傳基因著手,確保人類後代的高智商遺傳。當然在現代文明社會裡,要保護現有「弱勢」群體,而不是用向白左那樣罔顧科學事實。用道德綁架社會;用「弱勢」壓制「優勢」;用多元否定進化;諱病忌醫造成現代文明的倒退。人是文明載體,科學看待「基因之父」華生的智商與遺傳理論,人類社會文明才有希望。否則劣幣驅逐良幣。 (嘉慶才道)
他們找到辦法,要重建達文西的DNA
500多年以來,列奧納多·達·芬奇一直被譽為藝術家、科學家和發明家,以非凡才華和開創性實驗聞名於世。如今,一個名為“列奧納多DNA計畫”的國際合作項目正在揭開這位文藝復興時期偉大天才的生物學秘密。科學家比以往任何時候都更接近重建達文西的DNA。圖片來源:Shutterstock在最新出版的《天才達文西:列奧納多DNA的譜系與遺傳學》中,達文西遺產協會的Alessandro Vezzosi和Agnese Sabato介紹了30年來有關達文西家譜的研究成果。該書跨越21代,涵蓋400餘人,記錄了可追溯至1331年的詳盡家譜。這項工作為迄今最先進的歷史遺傳學研究——重建達文西的基因圖譜奠定了基礎。通過對史料和檔案檔案的細緻分析,Vezzosi和Sabato重建了達文西的家族分支,包括確定了與達文西父親及其同父異母兄弟有血緣關係的15名直系男性後裔。研究人員還在義大利芬奇鎮的聖十字教堂內發現了一座達文西家族墓地。發掘負責人、義大利佛羅倫薩大學的Alessandro Riga和Luca Bachechi在墓穴中發現了骨骼碎片,其中部分碎片進行了放射性碳測年。此外,一件與達文西可能的親屬年齡一致的標本還完成了古基因組分析,初步結果表明該個體為男性。“我們還需要進一步的詳細分析以確定提取的DNA是否保存完好。”佛羅倫薩大學的David Caramelli說,“基於這些結果,我們可以進行Y染色體片段分析,並與達文西現在的後代進行比對。”如果能夠在教堂墓穴中發現現存後代的Y染色體,就可以證實父系記錄的精準性,並對死亡登記冊建立的家譜進行歷史重建,進而更深入地研究達文西的生物材料及其在原始手稿或其他作品上留下的痕跡,最終可能實現DNA重建。該團隊的科學出發點是一個簡單卻至關重要的假設:追蹤從父親傳給兒子的不變Y染色體。“我們重建達文西家族至今的譜系,同時保護與他相關的場所,是為了能對他的DNA進行科學研究。”Vezzosi表示,“我們希望通過復原達文西的DNA,瞭解他非凡的視覺敏銳度與創造力的生物學根源,甚至他的健康狀態和死因。”“即便是紙張上的微小指紋也可能包含可測序的細胞。”美國洛克菲勒大學的Jesse H. Ausubel指出,“21世紀的生物學正在改變不可知與未知的邊界。或許我們很快就能獲得曾被認為已永久消失的、關於達文西及其他歷史人物的資訊。” (中國科學報)