在数据存储领域👩🏼‍🦰，DNA 存储技术因其高密度✹、长寿命、低能耗和高安全性等优势而备受关注👱🏽。近期🛐，凯发平台熊卓教授团队提出了一种基于工程化活体存储微球（Engineered Living Memory Microspheroids🧍🏻‍♀️，简称 ELMM）的新型 DNA 数据存储系统，为大规模数据存储提供了新的解决方案。这种活体存储微球携带彩色荧光标记🏯，被形象的称为“细菌彩珠硬盘”。

图1 基于 “细菌彩珠硬盘”的DNA存储系统

传统 DNA 存储方法面临数据检索效率低🧑‍🦯‍➡️🙌🏽、存储成本高以及数据稳定性不足等挑战🏠。熊卓教授团队将编码后的DNA信息插入带有荧光表达功能的质粒中，并将其转化至细菌内部，随后利用微流控技术将这些细菌封装于水凝胶微球中，成功构建了“细菌彩珠硬盘”。这种微球不仅能有效保护基因改性细菌免受外界环境干扰，防止泄漏〽️，还能通过细菌产生荧光作为标记，实现数据的快速检索和分类👚。团队进一步证实了ELMM在室温下的长期稳定性，通过多次冻干和复水实验，证明其在多轮循环后仍能保持功能。此外，他们展示了 ELMM 系统的高检索效率，借助荧光辅助分选（FAS）技术，实现了对特定DNA数据的快速检索，即使在数据拷贝量极少（每种文件约10个拷贝）的情况下♑️，数据也能被准确检索，并通过细菌扩增实现快速廉价信息拷贝，理论检索速度可达 196.72MB/s。该系统有望以一个普通家庭冰箱的体积（1.5 m³）存储约260,700 PB的信息。

该研究突破了现有DNA存储的技术瓶颈，有望推动DNA存储技术走向应用，为未来大规模数据存储提供高效、稳定且可持续的解决方案✔️🧚🏻‍♀️。

图2 传统DNA存储系统（a）和“细菌彩珠硬盘”DNA存储系统（b）的工作流程

相关研究成果以“基于工程化活体存储微球的档案文件系统用于随机可访问的体内DNA存储”（Engineered Living Memory Microspheroid-Based Archival File System for Random Accessible In Vivo DNA Storage）为题，于2月21日在线发表于《先进材料》（Advanced Materials）👷🏽‍♂️。

北京K8凯发平台娱乐开户官方网站机械系熊卓教授为论文通讯作者，北京K8凯发平台娱乐开户官方网站机械系2021级博士生骆浩为第一作者。论文的其他合作者包括北京K8凯发平台娱乐开户官方网站机械系原科研助理黄文、北京K8凯发平台娱乐开户官方网站生命科学院2020级本科生贺忠辉🏜、北京K8凯发平台娱乐开户官方网站机械系助理教授方永聪，以及北京K8凯发平台娱乐开户官方网站机械系博士后田月明。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202415358

撰稿：骆浩

编辑：张琪琪