（通訊員 許成韬）近日，AG真人娱乐生物科學與醫學工程學院、生物電子學國家重點實驗室劉宏教授團隊報道了集成化DNA存儲系統方面的研究進展，通過電極表面合成DNA分子及原位測序實現了單電極上數據寫入和讀取的一體化，為實現未來的高通量自動化DNA存儲系統打下基礎。相關成果以“Electrochemical DNA synthesis and sequencing on a single electrode with scalability for integrated data storage”為題在國際著名期刊Science Advances發表。
随着大數據時代的到來，全球數據産生量正以指數形式激增，而以DNA分子為基礎的數據存儲系統被認為是解決未來“數據危機”的一個可行方案。目前，DNA存儲系統大多基于“編碼-合成-儲存-測序-解碼”的操作流程，涉及到大型儀器和專業技術人員的參與。為了DNA存儲系統的微型化、集成化和自動化，劉宏團隊發展了一種基于電化學的單電極DNA合成和測序方法，通過電化學脫保護技術改進了傳統亞磷酰胺化學合成方法，并基于電荷振蕩現象對電極表面的DNA分子進行測序，借助多次測量和統計學方法降低測量誤差，最終成功将校訓（止于至善——“Rest in the highest excellence!”）以DNA分子形式存儲在電極表面并讀取出來。
此外，劉宏團隊還探索了現有體系向高通量自動化系統發展的潛力。研究人員利用微流控滑動芯片技術設計了單片四電極系統，通過滑動芯片向電極高效地輸送反應試劑，成功實現了四電極上的數據存儲（“DNA stores Future World”），為之後高通量集成化自動化DNA存儲系統的開發打下基礎。
本工作的第一作者為AG真人娱乐生物科學與醫學工程學院博士生許成韬，通訊作者為AG真人娱乐生物科學與醫學工程學院、生物電子學國家重點實驗室劉宏教授，趙超副教授及AG真人娱乐至善博士後馬标、董興博士和高中莉同學參與了本研究。該工作得到了國家自然科學基金、AG真人娱乐生物電子學國家重點實驗室研究基金的資助。
論文鍊接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk0100
供稿：生物科學與醫學工程學院
