一种基于DNA编码的信息存储方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DNA编码的信息存储方法，通过将待存储的数字信息转换为四进制编码，根据预设的映射规则，将四进制编码转换为由腺嘌呤A、胞嘧啶C、鸟嘌呤G和胸腺嘧啶T组成的DNA序列，并使用核苷酸对的化学修饰状态表示额外的信息维度；在DNA序列中每隔预定数量的碱基位置插入错误检测与纠正码，将编码后的DNA序列分割成多个长度为100‑150bp的片段，在每个片段两端添加特定识别序列及索引标记；利用可逆热敏响应的DNA纳米结构作为载体，将DNA片段选择性地结合到载体上，通过温度梯度控制系统实现信息的分层存储与快速检索；本发明专利技术能显著提高DNA存储的信息密度和寿命，为大规模、长期、安全的分子信息存储提供了新型技术路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息存储，具体涉及一种基于dna编码的信息存储方法。

技术介绍

1、dna作为生物信息的天然载体，具有极高的信息存储密度（理论上每克dna可存储约比特数据），环境适应性强，且保存寿命可达数千年，因此被认为是解决未来信息存储危机的理想选择。现有的dna信息存储技术主要基于四种天然碱基（a、c、g、t）的排列组合，通过将二进制数据转换为四进制数据再映射为dna序列实现信息编码。

2、自2012年church等首次实现利用dna存储书籍内容以来，dna信息存储领域取得了显著进展，多个研究团队相继开发了基于dna序列的编码方法；然而，现有的dna信息存储技术主要存在以下局限性：信息容量利用不充分，传统dna存储方法主要基于四种碱基（a、c、g、t）的序列排列，每个碱基位置编码2比特（log24=2）信息，未能充分发掘dna分子的信息承载潜力；信息检索效率低下，当前方法普遍采用全读取策略，即使只需获取存储数据的一小部分，也需对整个dna样本进行测序，耗时且低效。

3、目前尚无将碱基修饰状态与温度响应性dna纳米结构有机结合，系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于DNA编码的信息存储方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于DNA编码的信息存储方法，其特征在于，预设的映射规则以及使用核苷酸对的化学修饰状态表示额外的信息维度包括：将四进制数字0、1、2、3分别映射为不同的碱基及其修饰状态；

3.根据权利要求2所述的基于DNA编码的信息存储方法，其特征在于，所述预定数量的碱基位置取值范围为：10-30个碱基。

4.根据权利要求3所述的基于DNA编码的信息存储方法，其特征在于，所述错误检测与纠正码采用Reed-Solomon纠错码。

5.根据权利要求4所述的基于DN...

【技术特征摘要】

1.一种基于dna编码的信息存储方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于dna编码的信息存储方法，其特征在于，预设的映射规则以及使用核苷酸对的化学修饰状态表示额外的信息维度包括：将四进制数字0、1、2、3分别映射为不同的碱基及其修饰状态；

3.根据权利要求2所述的基于dna编码的信息存储方法，其特征在于，所述预定数量的碱基位置取值范围为：10-30个碱基。

4.根据权利要求3所述的基于dna编码的信息存储方法，其特征在于，所述错误检测与纠正码采用reed-solomon纠错码。

5.根据权利要求4所述的基于dna编码的信息存储方法，其特征在于，所述特定识别序列至少包括：用于标识信息类别的分类码序列；用于标识存储顺序的位置索引；用于判断dna片段是否属于同一数据文件的同源标识；以及具有抗降解特性的保护性序列。

6.根据权利要求5所述的基于dna编码的信息存储方法，其特征在于，所述可逆热敏响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘倩颖，耿力，王文峰，韩劢之，曹玲，王静，
申请(专利权)人：中国电子技术标准化研究院工业和信息化部电子工业标准化研究院工业和信息化部电子第四研究院，
类型：发明
国别省市：