近日，分子医学研究院樊春海、左小磊团队在著名期刊《Advanced Materials》上发表了题为《Data Storage using DNA》的重要综述论文。该论文系统阐释了DNA作为下一代数据存储介质的新原理、新概念及其巨大的应用潜力，并对DNA数据存储领域未来的发展作了展望。
近年来，全球数据量的爆发式增长已给传统存储技术（光盘、硬盘等）带来巨大挑战。在医疗领域，每天都在产生海量数据，一个CT图像数据超过100 MB、一个基因组文件接近GB级别、一个病理图像超过1GB。据此估算，仅一个社区医院的数据量可快速累积达PB级（1PB为1千万亿字节，需用1024块1 TB的硬盘存储）。另外，国家卫健委发布的《电子病历应用管理规范（试行）》中明确要求门（急）诊电子病历（包括医疗活动中使用信息系统生成的文字、符号、图表、图形、数字、影像等数字化信息）保存时间不少于15年，住院电子病历保存时间不少于30年。因此，亟需发展适合海量数据存储以及长期存储的下一代存储技术。
（图：使用DNA进行数据存储的主要策略和过程概述）
DNA被视为下一代数据存储介质的理想选择。利用DNA作为数据存储介质具备多重优势，包括超高的存储密度、卓越的数据稳定性与耐久性以及较低的维护成本。目前在科学研究与技术应用领域，DNA数据存储备受关注，已成为世界前沿研究领域。然而数据存储的方式和策略在很大程度上影响着存储的密度、数据稳定性和安全性、存储成本以及数据操作的便捷性等关键性能，制约着存储技术在日常生活中的广泛应用。如何开发先进的存储策略以提升DNA数据存储的综合性能已经成为该领域的一项重要挑战。研究团队基于在这一方向的系统研究与长期积累联合撰写了该论文。该论文对DNA存储的过程和策略以及各种方法所面临的挑战进行了系统性介绍。作者首先概述了基于DNA序列和基于DNA纳米技术的两种体外DNA数据存储策略，然后总结了体内DNA数据存储的方法和应用，最后讨论了DNA数据存储当前所面临的挑战和有望克服这些挑战的潜在技术。
论文的第一作者是王少朋副研究员，左小磊教授和樊春海教授为通讯作者。该成果得到了国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金、上海市高水平地方高校创新研究团队、上海市卫生健康委员会、上海交通大学医学院分子医学研究院、上海市核酸化学与纳米医学重点实验室、以及转化医学国家重大科技基础设施（上海）的支持。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202307499
