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厉害了!东南大学团队将校训写入DNA,并成功读取

发布时间:2021/12/07

 作者:第一医学频道

 来源:第一医学频道

 浏览量:3465



昨天

东大人的浪漫冲上热搜

新华社、人民网、科技日报等

央媒纷纷点赞

原来

  东大师生将校训写进了DNA!

一起跟随官微了解详情!



近日,因为将校训“止于至善”——“Rest in the highest excellence!”作为数据写进了DNA分子里,并将科研成果成功发布在Science Advances上东南大学生物科学与医学工程学院、生物电子学国家重点实验室的刘宏团队受到了大家的关注。这样硬核的技术和独特的巧思,不由得让人大呼“工科人的浪漫”





谈及初衷,刘宏教授表示,现在已经进入数据爆炸的大数据时代了,全球的数据产生量正以指数形式激增,以硬盘和光盘为代表的一些传统的存储介质的存储能力受到了比较大的挑战。为了应对未来的“数据危机”,刘宏团队也在寻找新的更优的存储介质。而DNA本身就是生物用于存储自身信息的,如果能够实现以DNA分子为基础来进行数据存储,或许是应对挑战的一条思路。


 

我们所能看到的这些生物,它们的所有遗传信息都保存在DNA序列里,可以说大千世界都是由DNA中的碱基A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)衍生出来的。


目前项目的研究尚在初期,存储进DNA分子的信息还不能够过多,选择什么样的字符来进行这具有意义的第一次尝试呢?刘宏教授团队的博士生许成韬想到,东南大学的校训——“止于至善”,不也是短短四个字,却包罗万象?



“‘止于至善’用四个字就把我们的大千世界讲得很透彻,大学应该培养什么样的人才、**什么样的科研、怎么样为社会服务等等,都包含在这四个字里面了。我们东南大学的校训虽然短,但是蕴含了很多信息,就和我们这A、T、C、G是一样的,是很多信息的载体,我们觉得二者非常契合,就选择了‘Rest in the highest excellence!’。”芥子须弥,莫过如此。


而在“浪漫”哲思的背后,则是整个团队的心血与付出。“**科研都是这样的,日复一日的不断探索,因为在这之前没有人**过这类的项目,所以实验过程中其实遇到了很多困难。”刘宏教授介绍,这个项目的想法是他们首先提出的,整个项目和技术是非常新的,之前没有任何人**过类似的工作,因而只能摸着石头过河,一边探索,一边前行,取得的每一小步推进都是全新的一步。从立项到成功的道路,刘宏教授和他的团队走过了一整个春夏秋冬,不断调整、不断优化,就连在论文投稿的过程中,仍然在继续进行实验,补充实验数据,对成果进行进一步的完善。最后论文能够顺利发表,是对这一整年为了项目潜心科研的所有人最好的礼物。



在回想整个实验过程时,刘宏教授陷入了深思,笑谈在研究过程中一直在思考怎么能让杂志的审稿人接受这项技术,是给他留下深刻记忆的事情。“还有一件事情让我有比较深的感悟,就是你看这篇论文虽然只有几页,但是其实它后面的支撑材料supporting information足足有好几十页,当时投稿的时候我们看看这支撑材料,都觉得像一篇顶级期刊的论文样子。这个经历让我们认识到,**科研要把工作先**好,再去写作文章、发表文章,自然而然就能发表在比较好的杂志上了。”


薄薄几张纸上,但其中蕴含的工作量是很大的,颇有点“台上三分钟,台下十年功”的意味了。实际上,这个项目虽然是**了一年时间,但很多基础的研究早就已经**始了。八年前,刘宏结束博士后工作回到国内,成为东南大学生物科学与医学工程学院的年轻新导师,瞄准了生物医学工程这一交叉学科,**始了新的征程。“在这期间,实际上基础知识和技术的积累,都远远超过了一年的时间,最后呈现在几页的论文上。”这与小小DNA分子构成大千世界、短短校训凝结人类大智慧,都不谋而合。



尽管已经破除万难取得了初期的成功,刘宏教授表示这还只是挑战的**始,现在能够存储的信息量还不多,要想存进更多的数据,还需要投入更多的、持续的努力。“实际上我们**了0到1的事情,但是后面1-100的事情其实是更难的。要使DNA分子变成一个真正能代替硬盘、光盘的存储介质,是一个非常大的挑战。”


关于未来的方向,刘宏教授计划将这个新兴的体系**得更加成熟,更加稳定,真正**到能够跟芯片相结合。“现在我们实际上是一个单个的实验,未来我们可能计划把它放大,变成成千上万个这样的电极。我们现在是一个电极在工作,以后可能是成千上万个电极同时工作,这样就能够把更多的信息写进去、读出来。”解决大数据时代的数据存储问题是一个现在和未来的大课题,更是一个难题,还有很长的路在等待着他们往下走。




此外,刘宏教授还为我们介绍了在生物电子学国家重点实验室的工作。一方面,以此次的项目为代表,将电子信息的数据转化为生物的DNA,以期攻坚数据存储问题;另一方面,用电子信息的方法在生物体上获取数据,例如通过研制可穿戴的传感器设备,来监测人的心电、脑电、血糖等生物信号,也可以用于服务医学的发展。“我们目前在**的都是生物电子方面的工作,在生物和信息之间**一些交叉的研究,既从左到右,又从右到左,是一个双向的研究方向。”


科研路漫漫,一个浪漫的故事画上句点,而以此为起点的新的故事,已经悄然**始。


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