创新DNA存储方案破解医疗数据存储难题
本报讯（特约记者 李哲 通讯员 赵晖）天津大学合成生物学研究团队与天津市环湖医院携手，提出了名为“DNA Palette”的创新DNA信息存储编解码方案。在体外存储实验里，该方案成功将患者疾病全周期的脑部核磁共振影像数据编码到DNA中，并能够无损解码，实现影像数据的三维重建和病理诊断，为医疗数据存储提供了新解决方案。近日，该研究论文发表在国际期刊《国家科学评论》上。
脑部核磁共振检查在临床诊断、手术规划及疗效评估中具有重要价值，其生成的海量数据需要长期稳定地存储。尤其对于青少年型帕金森病、癫痫和神经系统遗传病等疾病，影像数据需要从青少年时期开始保存，并在患者整个生命周期中持续存储和对比分析。如此大规模、长周期的数据存储对现有技术提出了挑战。DNA作为一种极具稳定性和高存储密度的介质，在天津大学合成生物学研究团队的研究中，被验证可以成为长期存储数据的优质介质。
“DNA Palette”是针对脑部核磁共振数据特征而设计的创新编解码方案，展现出极高的适配性和实用性。该研究团队将11.28兆字节的临床脑部核磁共振影像数据编码为约25万条DNA序列，净信息密度达到2.39比特每碱基。该编解码方案不仅具有压缩效果，在测序覆盖度为2x和3x时也能够恢复出尽可能多的信息，实现原始数据的无损恢复。这些DNA以干粉形式稳定存储，质量仅为3微克，可支撑超过300次依据当前技术标准的读取操作。
这项研究是天津大学合成生物团队推动DNA信息存储技术实用化、应用化的重要探索，将为未来医疗数据的安全、高效存储提供新的技术路径，加速DNA存储技术的广泛应用。
