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序言:DNA数据存储技术与应用

集成技术 2024年第3期13卷 1-3页

作者：戴俊彪姜青山钱珑黄小罗中国农业科学院深圳农业基因组研究所中国科学院大学深圳市高性能数据挖掘重点实验室加拿大多伦多大学北京大学前沿交叉学科研究院中国科学院深圳先进技术研究院

计算机、互联网、人工智能等技术的发展推动人类文明的进步,同时也给人类社会带来海量的数据。传统的存储介质如磁带、硬盘等存在存储周期短、存储密度低等问题。寻找新兴的存储介质具有重要价值。基于DNA的数据存储介质存储密度高于传... 详细信息

计算机、互联网、人工智能等技术的发展推动人类文明的进步,同时也给人类社会带来海量的数据。传统的存储介质如磁带、硬盘等存在存储周期短、存储密度低等问题。寻找新兴的存储介质具有重要价值。基于DNA的数据存储介质存储密度高于传统介质6个数量级以上,存储周期可达千年,是应对未来数据存储挑战的重要战略技术之一,在长期冷数据、国家档案数据、高度加密数据存储领域具有重要意义。本期专题针对目前DNA信息存储的核心进展、存在的问题以及未来技术发展进行了系列讨论。其中,中国科学院深圳先进技术研究院为主科研团队[1]提出了“基于混沌系统和喷泉码的DNA加密编码方法”,在DNA喷泉码编码过程中利用混沌系统加密,一方面保留DNA喷泉码优势,同时保障了喷泉编码的安全.

关键词：存储密度存储周期数据存储技术人工智能存储领域存储介质中国科学院档案数据

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DNA信息存储核心技术及其发展

集成技术 2024年第3期13卷 102-115页

作者：王钰许佳欣林明香崔君婷戴俊彪王洋黄小罗中国科学院深圳先进技术研究院云计算研究中心深圳518055 中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院广东省合成基因组学重点实验室深圳市合成基因组学重点实验室深圳518055 深圳市人民医院呼吸与危重症医学科呼吸疾病研究所深圳518020 中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心) 深圳518120

在过去的几十年里,互联网技术的发展和普及推动人类进入了数字信息时代,互联网已成为人类生活的重要组成部分。随着数字化生活方式的到来,人们每时每刻都在产生大规模的数字信息,如何将这些信息进行便捷有效的存储是个必须面对的问题。... 详细信息

在过去的几十年里,互联网技术的发展和普及推动人类进入了数字信息时代,互联网已成为人类生活的重要组成部分。随着数字化生活方式的到来,人们每时每刻都在产生大规模的数字信息,如何将这些信息进行便捷有效的存储是个必须面对的问题。针对数据存储面临的种种问题,该文从现有的存储方式和存储介质出发,对当前存储领域进行深入研究,分析了DNA作为未来大数据存储介质的优势,以及DNA存储的核心技术和潜在的应用前景。另外,该文通过对DNA信息存储的核心技术进行剖析和讨论,提出了未来DNA信息存储发展的趋势和见解,以期对DNA信息存储发展提供新的思路。

关键词：信息存储 DNA存储存储介质

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室内外培养海洋单细胞微藻的生长及生化组分

海洋科学 2000年第6期24卷 29-32页

作者：戴俊彪吴庆余清华大学生物科学与技术系北京100084

利用现有的螺旋藻培养基地 ,初步尝试了对海洋单细胞微藻(球等鞭金藻Isochrysisgalbana)的大规模室外培养 ,研究了藻细胞在室内外不同培养条件下的生长规律 ,并对其生化成分进行了分析 ,发现实验藻种对培养条件表现出一定的适应性。在... 详细信息

利用现有的螺旋藻培养基地 ,初步尝试了对海洋单细胞微藻(球等鞭金藻Isochrysisgalbana)的大规模室外培养 ,研究了藻细胞在室内外不同培养条件下的生长规律 ,并对其生化成分进行了分析 ,发现实验藻种对培养条件表现出一定的适应性。在室外条件下 ,细胞内脂类、蛋白质的含量都有较大的下降 ,分别从细胞干重的17.045%和4.412%下降为9.746%和2.254 %。与此同时 ,细胞内糖类含量却大大增加 ,高达干重的30.067 % ,比室内培养增加了25.08 % ,且是所有组分中最高的。室外培养细胞内灰分的含量也高于室内。

关键词：球等鞭金藻大规模培养单细胞微灌生化组分

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DNA信息存储的机遇与挑战

生命科学 2021年第12期33卷 1469-1475页

作者：强薇沈玥戴俊彪中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院广东省合成基因组学重点实验室深圳市合成基因组学重点实验室深圳518055 深圳华大生命科学研究院广东省高通量基因组测序与合成编辑应用实验室深圳518083

在高度信息化的现代社会中,现有的硅基存储资源将难以满足爆炸式增长的信息总量。基于DNA介质的信息存储融合了多个学科领域,提供了一种新的存储模式,并在世界范围内取得了相当的进展。该文首先对目前DNA信息存储所取得的进展进行梳理归... 详细信息

在高度信息化的现代社会中,现有的硅基存储资源将难以满足爆炸式增长的信息总量。基于DNA介质的信息存储融合了多个学科领域,提供了一种新的存储模式,并在世界范围内取得了相当的进展。该文首先对目前DNA信息存储所取得的进展进行梳理归纳,继而总结了DNA信息领域现阶段所面临的关键问题,最后对DNA信息存储领域未来进行展望,以期为下一步研究提供方向。

关键词： DNA存储合成生物学信息科学生物信息学高通量DNA合成

通过系统分析揭示组蛋白修饰模式与转录因子结合之间的关联(英文)

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生物化学与生物物理进展 2013年第2期40卷 177-187页

作者：李雯李文婷曹书娟余文祥李文杰戴俊彪孙之荣清华大学生命科学学院生物信息学教育部重点实验室生物膜与膜工程国家重点实验室北京100084

转录因子对顺势调控元件的选择性结合,在哺乳动物细胞类型特异的基因表达中扮演重要的角色.这个过程受到染色质表观遗传状态的潜在调控.近期,染色质免疫共沉淀结合测序的研究提供了大量泛基因组水平的数据,阐述转录因子结合以及组蛋白... 详细信息

转录因子对顺势调控元件的选择性结合,在哺乳动物细胞类型特异的基因表达中扮演重要的角色.这个过程受到染色质表观遗传状态的潜在调控.近期,染色质免疫共沉淀结合测序的研究提供了大量泛基因组水平的数据,阐述转录因子结合以及组蛋白修饰的位点,这为系统地研究转录因子和表观遗传标记之间的空间及调控关系提供了基础.该研究对公共数据库中的染色质免疫共沉淀结合测序数据进行整合分析,涉及5个细胞系中的85种转录因子、9种组蛋白修饰,目的是研究转录因子结合位点与组蛋白修饰模式以及基因表达在泛基因组水平上的关联.作者发现,不同转录因子与组蛋白修饰的共定位模式高度一致,并且组蛋白修饰在距离转录因子结合位点约500碱基对的位置富集.作者还发现,转录因子结合位点的占有率与活性组蛋白修饰的水平和双峰模式正相关,并且启动子区域组蛋白修饰的双峰和共定位模式和基因的高转录水平相一致.组蛋白修饰模式、转录因子结合位点的占有率与基因转录之间的关联暗示了细胞可能利用的基因表达调控机制.

关键词：表观遗传组转录因子系统生物学整合方法

培养海洋微藻Isochrysis galbana生产EPA和DHA

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海洋科学 1999年第3期23卷 36-38页

作者：戴俊彪吴庆余清华大学生物科学与技术系北京100084

某些海洋鱼油是EPA(廿碳五烯酸)和DHA(廿二碳六烯酸)等ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3 PUFA)的主要来源.由于鱼油资源有限,且鱼油中ω-3 PUFA的构成和含量随鱼的种类、季节、地理位置等不同而变化,利用海洋鱼油来生产ω-3 PUFA受到了很大的限... 详细信息

某些海洋鱼油是EPA(廿碳五烯酸)和DHA(廿二碳六烯酸)等ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3 PUFA)的主要来源.由于鱼油资源有限,且鱼油中ω-3 PUFA的构成和含量随鱼的种类、季节、地理位置等不同而变化,利用海洋鱼油来生产ω-3 PUFA受到了很大的限制.另外,利用鱼油生产的EPA和DHA产品带有无法去除的鱼腥味,大大影响了产品的质量.随着人类对自身健康要求的提高,人们对这两种具有良好生理效果的脂肪酸的需求越来越多,仅仅依靠原有的鱼油资源已无法满足日益扩大的市场需求,开发EPA和DHA新生物资源已成为一个受到诸多学者关心的重要课题[1,2].

关键词：海洋微藻 EPA DHA 脂肪酸球等鞭金藻

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人工DNA合成技术:DNA数据存储的基石

合成生物学 2021年第3期2卷 335-353页

作者：黄小罗戴俊彪中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院广东省合成基因组学重点实验室深圳市合成基因组学重点实验室广东深圳518055

DNA数据存储由于在存储应用上的诸多优点而日渐受到广泛关注。DNA数据存储流程包括将0/1二进制信息转换为A/T/C/G碱基序列,利用人工DNA合成技术将碱基序列合成为DNA多聚物分子,以及通过测序技术进行数据读出等环节。然而,目前的人工DNA... 详细信息

DNA数据存储由于在存储应用上的诸多优点而日渐受到广泛关注。DNA数据存储流程包括将0/1二进制信息转换为A/T/C/G碱基序列,利用人工DNA合成技术将碱基序列合成为DNA多聚物分子,以及通过测序技术进行数据读出等环节。然而,目前的人工DNA合成成本依然高昂,严重制约了以DNA为介质的数据存储技术的快速发展及其产业化应用。人工DNA合成作为DNA数据存储的基础技术和成本关键,是决定DNA数据存储从理论走向应用的主要因素。本文以DNA合成的发展历程出发,系统地总结了其关键技术的研究进展,包括柱式化学寡核苷酸合成、芯片化学寡核苷酸合成、寡核苷酸纯化、寡核苷酸拼装、基因合成纠错与克隆筛选、大片段基因合成组装及基因组合成,以及新一代酶法合成等。同时,进一步总结和分析了DNA合成技术关键参数长度、成本及速度对DNA数据存储商业化发展的影响,以期为DNA数据存储的全流程技术开发和应用研究提供一定的参考和思路。降低DNA合成成本,开发更加高效的基因组合成策略,进一步发展新一代酶法DNA合成技术,以及建立面向DNA数据存储的长片段、低成本、快写入等功能应用的DNA合成技术等是未来DNA合成技术的重要发展趋势。

关键词：寡核苷酸合成基因合成基因组合成酶法DNA合成 DNA存储

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盐藻热模拟产物中长链类异戊二烯烃的检出

科学通报 1999年第11期44卷 1190-1194页

作者：王睿勇周文戴俊彪吴庆余盛国英傅家谟南京大学生物系南京210093 清华大学生物系北京100084 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广州510640

通过对自然条件下培养获得的盐藻样品的热模拟成烃研究 ,首次从藻类生物的热模拟产物中发现了含量丰富的长链规则类异戊二烯烃 .特别是检出了高含量 2 ,6 ,10 ,14 ,18 五甲基二十烷 ,表明高盐环境中的规则iC2 5 有可能来源于特殊的嗜盐... 详细信息

通过对自然条件下培养获得的盐藻样品的热模拟成烃研究 ,首次从藻类生物的热模拟产物中发现了含量丰富的长链规则类异戊二烯烃 .特别是检出了高含量 2 ,6 ,10 ,14 ,18 五甲基二十烷 ,表明高盐环境中的规则iC2 5 有可能来源于特殊的嗜盐藻类。

关键词：盐藻热模拟长链类异戊二烯烃石油成因

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酵母染色体的设计与合成

酵母染色体的设计与合成