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本草圈企业|Twist Bioscience, 将来的数据中心恐怕会是由一排排 DNA 组成了

Twist Bioscience
公司坐标:旧金山

官方网站:https://www.twistbioscience.com/

管理团队:Emily M. Leproust博士担任首席执行官

微软和华盛顿大学的分子信息系统实验室(MISL)合作,开发了新的检索DNA序列、解码的技术。他们将35个文件、总共200.2MB的数据存储到了1300万的DNA寡核苷酸(只有20个以下碱基的短链核苷酸)上,并成功在一个有1030万条DNA序列的池里找到、解码这些数据,中间没有发生数据丢失。该项成果近日也成功在《Nature Biotechnology》期刊上发表了相关的论文。这些进展证明了DNA数据存储和检索的重大突破,对于以后数据的存储及读取提供了新思路。合成这些DNA的制造商正是本草已投公司Twist Bioscience。

作为地球上的绝大部分生物都携带的遗传物质,DNA具有体积小且耐用的特点,能保存很长时间。根据美国化学学会(American Chemical Society)的一份报导,DNA数据存储可以持续长达2000年,而不会损坏。此外,DNA的信息存储密度十分巨大,据估算可达到 215PB/克(1PB=1024TB),在更高密度存储的情况下,可能只需要几克DNA就可以存储一万亿兆字节(zettabyte)的数字数据

 

▲DNA存储数据的优点(图片来源:Twist官网)

通过合成的基因(DNA)来存储远超普通芯片存储能力的海量数据,毫无疑问这一数据存储技术将会颠覆现有计算机的内存容量,弥补当前数字数据量(从商业视频、太空图像到医疗记录)以及我们经济高效地存储数据的能力之间不断扩大的差距。Twist Bioscience CEO Emily Leproust谈到,DNA廉价且易于复制。“复制一管DNA只需要1美元,耗时一小时,”Leproust说,“听起来可能很多,但是如果这一管DNA中的数据相当于一个数据中心的量,试想复制整个数据中心只需要1美元和一小时,这绝对是前所未闻的。”基因数据写入或将成为具备快速推进跨行业技术革新的潜力。

▲Twist Bioscience公司首席执行官Emily M. Leproust博士(图片来源:Twist官网)

Twist Bioscience的专长是通过利用大规模化的力量加速科学和创新。它位于生物医药创新之谷——美国加州旧金山湾区,拥有非常独特的基于半导体芯片制造工艺的DNA合成技术,自2013年成立以来,总共融资额高达$209M通过在硅材料而不是传统的96孔塑料板上合成DNA,克服了当前合成DNA技术的低效率,并且能够实现经济高效、快速、高质量和高通量的合成基因生产,从而加速了设计、构建、测试周期,以用于多种药物开发实验、化学生产以及临床诊断。同时,Twist Bioscience也在开发新技术来解决大规模数据存储。早在2016年4月,Twist Bioscience就宣布与微软达成一项协议,通过初步购买协议,利用1000万条DNA链,探索基于DNA的数字数据存储。2016年7月,微软和华盛顿大学的研究人员在DNA上成功存储了200兆字节的数据,达到了早期且重要的里程碑。目前,微软已累计向Twist购买了2000万条DNA用于DNA信息存储研究。

 

▲Twist的高通量硅平台能够合成基因、寡核苷酸库和变体库(图片来源:Twist官网)

在今年1月8日J.P.摩根健康大会上,Leproust表示Twist一直在同微软合作开发DNA存储数据的技术,将数据存储在DNA中是有优势的。她估计DNA数据存储市场将达到100亿美元。同时她也表示,2017年Twist向超过290家客户交付了超过15万个基因,公司已经开发了在10,000个孔的硅片上大量合成高质量的DNA片段以及基因的技术,以开发13亿美元的基因合成领域市场。

大自然用精妙的搭配和规律造就了 DNA,而今天的人类则试图通过运用和改造 DNA 用以记录并传承自然界的这些规律。除了高密度和可靠以外,DNA存储还有一个并不常被提及的优势,那就是它与人类的高度相关性。不同于以往的介质,DNA可能永远不会被淘汰更替。