Low cost DNA data storage using photolithographic synthesis and advanced information reconstruction and error correction.
Low cost DNA data storage using photolithographic synthesis and advanced information reconstruction and error correction.
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DOI：
10.1038/s41467-020-19148-3
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发表时间：
2020-10-22
影响因子：
16.6
通讯作者：
Grass RN
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Antkowiak PL;Lietard J;Darestani MZ;Somoza MM;Stark WJ;Heckel R;Grass RN
由于它的寿命和巨大的信息密度，DNA是一种有吸引力的档案存储介质。目前DNA数据存储系统的缺陷--无论是在成本上还是在速度上--都是合成。在这项工作中所追求的突破这一瓶颈的关键思想是超越低误差和昂贵的合成几乎完全在今天的系统中使用，朝着更便宜，可能更快，但高误差的合成技术。在这里，我们展示了一个DNA存储系统，依赖于大规模并行光定向合成，这是相当便宜的比传统的固相合成。然而，当针对速度进行优化时，该技术具有高序列错误率。我们证明，即使在这种高错误率的制度，可靠的信息存储是可能的，通过开发一个管道的算法编码和重建的信息。在我们的实验中，我们存储了一个文件，其中包含莫扎特的乐谱，并显示出完美的数据恢复低合成保真度的DNA。DNA数据存储系统目前的瓶颈是合成的成本和速度。在这里，作者使用廉价的，大规模并行的光定向合成，并通过编码和重建算法的管道纠正高错误率。
Due to its longevity and enormous information density, DNA is an attractive medium for archival storage. The current hamstring of DNA data storage systems—both in cost and speed—is synthesis. The key idea for breaking this bottleneck pursued in this work is to move beyond the low-error and expensive synthesis employed almost exclusively in today’s systems, towards cheaper, potentially faster, but high-error synthesis technologies. Here, we demonstrate a DNA storage system that relies on massively parallel light-directed synthesis, which is considerably cheaper than conventional solid-phase synthesis. However, this technology has a high sequence error rate when optimized for speed. We demonstrate that even in this high-error regime, reliable storage of information is possible, by developing a pipeline of algorithms for encoding and reconstruction of the information. In our experiments, we store a file containing sheet music of Mozart, and show perfect data recovery from low synthesis fidelity DNA. The current bottleneck for DNA data storage systems is the cost and speed of synthesis. Here, the authors use inexpensive, massively parallel light-directed synthesis and correct for a high error rate with a pipeline of encoding and reconstruction algorithms.
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DOI：
10.1002/anie.201502125
发表时间：
2015-07-13
期刊：
Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子：
--
作者：
Kretschy N;Holik AK;Somoza V;Stengele KP;Somoza MM
通讯作者：
Somoza MM
影响因子：
4.6
作者：
Heckel, Reinhard;Mikutis, Gediminas;Grass, Robert N.
通讯作者：
Grass, Robert N.
影响因子：
15
作者：
MATTEUCCI, MD;CARUTHERS, MH
通讯作者：
CARUTHERS, MH
影响因子：
46.9
作者：
Singh-Gasson, S;Green, RD;Cerrina, F
通讯作者：
Cerrina, F
影响因子：
56.9
作者：
Church, George M.;Gao, Yuan;Kosuri, Sriram
通讯作者：
Kosuri, Sriram