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SQL全稱是Structured Query Language,是一種數(shù)據(jù)庫查詢和程序設(shè)計語言,用于存儲和查詢語言,而SQL在DNA運行,就是把數(shù)據(jù)存儲在DNA上,用的時候拿出來,從而實現(xiàn)把DNA當(dāng)硬盤一樣用。
每個細胞23對染色體,2萬多個基因,31億個堿基對,由于結(jié)構(gòu)和硬盤不同,能夠儲存足夠多信息,就像每個人是受精卵發(fā)育而來,就是一個細胞中DNA就可存儲生長發(fā)育所有的復(fù)雜信息,經(jīng)過運算,1公斤的DNA就能儲存目前世界上所有信息。
要知道每天產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),到處的監(jiān)控,微軟,ucloud,ucloud巴巴等,需要建立大量的數(shù)據(jù)中心,比如出名的貴州大數(shù)據(jù)之城,如果這些都用DNA存儲,光節(jié)約的電費就是天量的。
如果實現(xiàn),互聯(lián)網(wǎng)信息共享,數(shù)據(jù)傳輸效能更加擴大化,以及大數(shù)據(jù),云計算,加上5G的網(wǎng)速的加持,我們的手機,電腦,只是一個終端,所有數(shù)據(jù)都儲存云端即可,甚至永久儲存監(jiān)控治安數(shù)據(jù),為社會安全提供支持。
如果科學(xué)家能成功在DNA上運行結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL,那一定能帶來大數(shù)據(jù)革命性成果,意味著人類能實現(xiàn)心想事成的夢想!
1 DNA堿基對有31億對,人類的基因才2.6-3.9個,98%的基因沒有表達功能,我們稱呼為撿垃圾基因,具有表達的基因都定位在染色體上了,這就是人類基因組計劃,如果31億對堿基都運行SQL,那么人類可以對人類這么復(fù)雜的基因組進行查閱和數(shù)據(jù)管理,對基因組形成的復(fù)雜關(guān)系數(shù)據(jù)進行分類和查詢密碼。
2 結(jié)構(gòu)化查詢語言是關(guān)系型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),DNA上運行了SQL,它可以非過程化處理數(shù)據(jù)管理,所以我們?nèi)祟惪梢园凑兆约旱囊鈭D要干什么,程序不需要怎么辦操作就自動運行就給出來結(jié)果,這樣為我們?nèi)祟愒\斷治療研究疾病提供了前所未有的應(yīng)用。
3 人類有23對染色體,22對常染色體,1對性染色體XY,人類基因組計劃完成后,DNA上SQL運行可以在46條染色體上進行基因查詢和基因組之間的數(shù)據(jù)管理,甚至可以修改刪除基因的密碼子,這將是劃時代的革命!
DNA上運行SQL將是未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究應(yīng)用的方向,未來科學(xué)技術(shù)發(fā)發(fā)展會爆發(fā)出奇跡般的奇跡!
謝邀
最近剛好看過相關(guān)綜述,不從事DNA存儲研究,如有錯誤,還請指正。
先說結(jié)論:單就這篇未經(jīng)同行評議的論文,并不能帶來新的數(shù)據(jù)革命。DNA存儲是一個有很多前輩以及現(xiàn)在大佬們在推進的研究領(lǐng)域,讀取以及編碼有很多方案可以解決,但是關(guān)鍵問題在于“數(shù)據(jù)寫入”的成本太高。這篇報道里的技術(shù)沒有在架構(gòu)上有所突破,也沒有降低成本,也沒有在數(shù)據(jù)存儲量上有所突破(只存儲了12kb的數(shù)據(jù))。新意是表明在DNA存儲中運行SQL是可行的,并且設(shè)計了新的信息編碼以及解碼,管理的架構(gòu)。
再介紹領(lǐng)域現(xiàn)狀:
這不是新的想法,上個世紀(jì)就有開始做了。
原理如下,數(shù)據(jù)編碼后,設(shè)計寡核苷酸的合成(寫入),接著存儲到試管或者大腸桿菌內(nèi),而讀取的時候,通過PCR擴增實現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢索,讀取的話,是讀PCR擴增的文庫用測序方法讀取。
當(dāng)然,擴增以及讀取的時候會出錯,所以編碼以及解碼的時候,得要有巧妙的設(shè)計,比如設(shè)置糾錯碼等
目前最多能存儲200Mb數(shù)據(jù)
結(jié)論:瓶頸的話,個人理解,一個是其他知友所說的成本問題,一個是數(shù)據(jù)量的問題,這方面都需要改進。原子或者分子水平存儲數(shù)據(jù)還是很誘人的,不過還是有很多工程上的問題有待研究人員解決。
參考文獻:
https://www.nature.com/articles/s41576-019-0125-3
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先說結(jié)論,不能,起碼10年之內(nèi)都不會帶來什么新革命,對其前景暫持悲觀態(tài)度。
這個消息是國外一家機構(gòu)發(fā)布的論文中宣布的,聽起來好像很高大上,但其實目前來看仍然顛覆了不了現(xiàn)在的數(shù)字化計算系統(tǒng),也根本不會有什么市場和應(yīng)用前景。
其實用DNA存儲數(shù)據(jù)這個想法幾年前就已經(jīng)實現(xiàn)了,但是目前來看仍然有著三座難以逾越的高峰:
1、成本問題。制約科學(xué)技術(shù)發(fā)展和推動科學(xué)技術(shù)發(fā)展的都是成本問題,目前來說DNA存儲的技術(shù)成本相當(dāng)之大,其投入之多讓很多機構(gòu)都無法承擔(dān)。就拿2002年完整基因組測序工作來說,當(dāng)時集中了20個研究所的專家,利用這些研究所所配置的基礎(chǔ)設(shè)施,經(jīng)歷13年,投入30億美元獲得了約30億核苷酸序列。但是成本問題畢竟是與技術(shù)成熟程度相輔相成的,隨著未來研究人員不斷開發(fā)方法,處理大數(shù)據(jù)的量、速度和可變性方面的問題將不再受到成本的制約。
2、讀寫速度。目前來說不管是DNA的存儲速率還是讀寫速率都不及普通的傳統(tǒng)硬盤,說出來可能有人會大跌眼鏡,只有4M每秒,也許有人會說這種速度連我家的網(wǎng)速都比不上,讀寫速率的話就更不用多說了,這也是現(xiàn)在DNA存儲技術(shù)急需解決的問題。但是有報道稱,傳統(tǒng)的 DNA 測序產(chǎn)品已經(jīng)在生物技術(shù)市場上銷售,可以讀取 DNA 數(shù)據(jù),這一全新的序列技術(shù)用例將有助于提高速度,其真實性就不得而知了。
3、準(zhǔn)確率問題。目前科學(xué)家聲稱的DNA存儲技術(shù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率大約在99%,這個數(shù)字放在傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)中也許無關(guān)緊要,但是如果是放在人體的DNA中就顯得遠遠不夠了。因為人們目前已知的人體內(nèi)部DNA、信息遺傳、分子代謝等問題不過是冰山一角,1%的數(shù)據(jù)差別也許會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。
解決不了這幾個問題,DNA生物數(shù)據(jù)技術(shù)就只能呆在實驗室里,目前看來起碼十年之內(nèi)不可能解決,所以我們也不要抱太大的希望。
但是未來的技術(shù)是說不準(zhǔn)的,也許通過DNA存儲技術(shù)我們就可以實現(xiàn)“記憶遺傳”,也就是在小說中經(jīng)常出現(xiàn)的“前世真靈不滅”,也許我們也可以通過DNA生物存儲技術(shù)實現(xiàn)“克隆人”的技術(shù)突破,也許我們可以通過這個技術(shù)實現(xiàn)“永生”,一切都是說不準(zhǔn)的。
最終,我們不要忘了一句話:雖說科學(xué)技術(shù)需要超前的想象力,但是科學(xué)也必須要正視任何現(xiàn)實,以及它所帶來的一切影響與后果。
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