大數據時代全球數據量呈指數級增長，海量數據是AI解鎖大模型的鑰匙。但目前的硬盤、磁帶、U盤等硅基存儲介質存在壽命短（最長30年）、能耗高、占用空間大等問題，已無法滿足日益增長的數據存儲需求。預計到2028年，全球年產數據量將達380 ZB，其中80%為冷數據，應用目前存儲技術只有不到1%的數據可被保存，發展新型數據存儲技術勢在必行。

DNA作為天然的數據信息編碼存儲材料（A-T-C-G四進制編碼），因其高密度（為現有存儲介質的107倍）、長壽命（低溫下可穩定保存長達數千萬年）、低能耗等優點，成為一種極具潛力的解決大數據存儲困境的替代方案。但是，目前絕大多數DNA數據存儲技術采用類似“雕版印刷”的設計策略，存儲用DNA使用一次，合成一次，合成成本高，耗時長，極大限制了DNA 存儲技術的實際應用。

為了突破現有DNA 存儲技術的應用瓶頸，國家生物信息中心應用發展部陳非研究團隊與中國科學院計算技術研究所處理器全國重點實驗室譚光明、卜東波團隊、中科計算技術西部研究院段勃團隊合作，借鑒我國古代四大發明之“活字印刷術”邏輯，創新提出了一種經濟高效的“DNA活字存儲”設計思路，其核心是“DNA活字”，它由預制的20 nt短雙鏈DNA片段構成，可編碼1字節的內容、地址或校驗數據信息，每個片段兩端帶有4 nt的粘性末端，通過一步多級酶連技術形成DNA活字塊，最終，這些活字塊可通過活字塊兩端的限制性酶切位點克隆到質粒中直接體外保存，其亦可通過轉化大腸桿菌體內保存。為了實現DNA活字存儲流程的自動化，團隊研發了一款可實現DNA活字高通量打印寫入的設備——DNA活字噴墨打印機“畢昇一號”，成功打印存儲并100%精準解碼了文本、圖片、音頻和視頻等多種類型的計算機數據存儲文件。

類似于活字印刷的復用性和靈活性，目前的 DNA活字存儲技術展現出顯著的成本和效率優勢。經研究團隊估算，目前初代系統一個DNA活字可打印10000次，存儲成本可降至122美元/MB，低于目前所有報道的DNA數據存儲系統；初代系統的打印效率約為4字節/秒，用時遠低于目前的從頭合成的DNA存儲技術；這不僅展現了該技術未來商業化與產業化的巨大潛力，也為DNA數據存儲技術的未來發展提供了全新的思考范式。

上述研究成果以標題為“Cost-Effective DNA Storage System with DNA Movable Type”的封面文章形式發表在《先進科學》 （Advanced Science）上，國家生物信息中心陳非研究員、中國科學院計算技術研究所譚光明、卜東波研究員以及西部高等技術研究院段勃研究員為文章的共同通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的資助。

DNA活字存儲流程圖