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SQL全称是Structured Query Language,是一种数据库查询和程序设计语言,用于存储和查询语言,而SQL在DNA运行,就是把数据存储在DNA上,用的时候拿出来,从而实现把DNA当硬盘一样用。
每个细胞23对染色体,2万多个基因,31亿个碱基对,由于结构和硬盘不同,能够储存足够多信息,就像每个人是受精卵发育而来,就是一个细胞中DNA就可存储生长发育所有的复杂信息,经过运算,1公斤的DNA就能储存目前世界上所有信息。
要知道每天产生大量的数据,到处的监控,微软,ucloud,ucloud巴巴等,需要建立大量的数据中心,比如出名的贵州大数据之城,如果这些都用DNA存储,光节约的电费就是天量的。
如果实现,互联网信息共享,数据传输效能更加扩大化,以及大数据,云计算,加上5G的网速的加持,我们的手机,电脑,只是一个终端,所有数据都储存云端即可,甚至永久储存监控治安数据,为社会安全提供支持。
如果科学家能成功在DNA上运行结构化查询语言SQL,那一定能带来大数据革命性成果,意味着人类能实现心想事成的梦想!
1 DNA碱基对有31亿对,人类的基因才2.6-3.9个,98%的基因没有表达功能,我们称呼为捡垃圾基因,具有表达的基因都定位在染色体上了,这就是人类基因组计划,如果31亿对碱基都运行SQL,那么人类可以对人类这么复杂的基因组进行查阅和数据管理,对基因组形成的复杂关系数据进行分类和查询密码。
2 结构化查询语言是关系型数据管理系统,DNA上运行了SQL,它可以非过程化处理数据管理,所以我们人类可以按照自己的意图要干什么,程序不需要怎么办操作就自动运行就给出来结果,这样为我们人类诊断治疗研究疾病提供了前所未有的应用。
3 人类有23对染色体,22对常染色体,1对性染色体XY,人类基因组计划完成后,DNA上SQL运行可以在46条染色体上进行基因查询和基因组之间的数据管理,甚至可以修改删除基因的密码子,这将是划时代的革命!
DNA上运行SQL将是未来科学技术发展研究应用的方向,未来科学技术发发展会爆发出奇迹般的奇迹!
谢邀
最近刚好看过相关综述,不从事DNA存储研究,如有错误,还请指正。
先说结论:单就这篇未经同行评议的论文,并不能带来新的数据革命。DNA存储是一个有很多前辈以及现在大佬们在推进的研究领域,读取以及编码有很多方案可以解决,但是关键问题在于“数据写入”的成本太高。这篇报道里的技术没有在架构上有所突破,也没有降低成本,也没有在数据存储量上有所突破(只存储了12kb的数据)。新意是表明在DNA存储中运行SQL是可行的,并且设计了新的信息编码以及解码,管理的架构。
再介绍领域现状:
这不是新的想法,上个世纪就有开始做了。
原理如下,数据编码后,设计寡核苷酸的合成(写入),接着存储到试管或者大肠杆菌内,而读取的时候,通过PCR扩增实现数据的检索,读取的话,是读PCR扩增的文库用测序方法读取。
当然,扩增以及读取的时候会出错,所以编码以及解码的时候,得要有巧妙的设计,比如设置纠错码等
目前最多能存储200Mb数据
结论:瓶颈的话,个人理解,一个是其他知友所说的成本问题,一个是数据量的问题,这方面都需要改进。原子或者分子水平存储数据还是很诱人的,不过还是有很多工程上的问题有待研究人员解决。
参考文献:
https://www.nature.com/articles/s41576-019-0125-3
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先说结论,不能,起码10年之内都不会带来什么新革命,对其前景暂持悲观态度。
这个消息是国外一家机构发布的论文中宣布的,听起来好像很高大上,但其实目前来看仍然颠覆了不了现在的数字化计算系统,也根本不会有什么市场和应用前景。
其实用DNA存储数据这个想法几年前就已经实现了,但是目前来看仍然有着三座难以逾越的高峰:
1、成本问题。制约科学技术发展和推动科学技术发展的都是成本问题,目前来说DNA存储的技术成本相当之大,其投入之多让很多机构都无法承担。就拿2002年完整基因组测序工作来说,当时集中了20个研究所的专家,利用这些研究所所配置的基础设施,经历13年,投入30亿美元获得了约30亿核苷酸序列。但是成本问题毕竟是与技术成熟程度相辅相成的,随着未来研究人员不断开发方法,处理大数据的量、速度和可变性方面的问题将不再受到成本的制约。
2、读写速度。目前来说不管是DNA的存储速率还是读写速率都不及普通的传统硬盘,说出来可能有人会大跌眼镜,只有4M每秒,也许有人会说这种速度连我家的网速都比不上,读写速率的话就更不用多说了,这也是现在DNA存储技术急需解决的问题。但是有报道称,传统的 DNA 测序产品已经在生物技术市场上销售,可以读取 DNA 数据,这一全新的序列技术用例将有助于提高速度,其真实性就不得而知了。
3、准确率问题。目前科学家声称的DNA存储技术的数据准确率大约在99%,这个数字放在传统存储系统中也许无关紧要,但是如果是放在人体的DNA中就显得远远不够了。因为人们目前已知的人体内部DNA、信息遗传、分子代谢等问题不过是冰山一角,1%的数据差别也许会导致非常严重的后果。
解决不了这几个问题,DNA生物数据技术就只能呆在实验室里,目前看来起码十年之内不可能解决,所以我们也不要抱太大的希望。
但是未来的技术是说不准的,也许通过DNA存储技术我们就可以实现“记忆遗传”,也就是在小说中经常出现的“前世真灵不灭”,也许我们也可以通过DNA生物存储技术实现“克隆人”的技术突破,也许我们可以通过这个技术实现“永生”,一切都是说不准的。
最终,我们不要忘了一句话:虽说科学技术需要超前的想象力,但是科学也必须要正视任何现实,以及它所带来的一切影响与后果。
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