問(wèn)答專欄Q & A COLUMN
SQL全稱是Structured Query Language，是一種數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，用于存儲(chǔ)和查詢語(yǔ)言，而SQL在DNA運(yùn)行，就是把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DNA上，用的時(shí)候拿出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)把DNA當(dāng)硬盤一樣用。
每個(gè)細(xì)胞23對(duì)染色體，2萬(wàn)多個(gè)基因，31億個(gè)堿基對(duì)，由于結(jié)構(gòu)和硬盤不同，能夠儲(chǔ)存足夠多信息，就像每個(gè)人是受精卵發(fā)育而來(lái)，就是一個(gè)細(xì)胞中DNA就可存儲(chǔ)生長(zhǎng)發(fā)育所有的復(fù)雜信息，經(jīng)過(guò)運(yùn)算，1公斤的DNA就能儲(chǔ)存目前世界上所有信息。
要知道每天產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，到處的監(jiān)控，微軟，ucloud，ucloud巴巴等，需要建立大量的數(shù)據(jù)中心，比如出名的貴州大數(shù)據(jù)之城，如果這些都用DNA存儲(chǔ)，光節(jié)約的電費(fèi)就是天量的。
如果實(shí)現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)信息共享，數(shù)據(jù)傳輸效能更加擴(kuò)大化，以及大數(shù)據(jù)，云計(jì)算，加上5G的網(wǎng)速的加持，我們的手機(jī)，電腦，只是一個(gè)終端，所有數(shù)據(jù)都儲(chǔ)存云端即可，甚至永久儲(chǔ)存監(jiān)控治安數(shù)據(jù)，為社會(huì)安全提供支持。
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如果科學(xué)家能成功在DNA上運(yùn)行結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL，那一定能帶來(lái)大數(shù)據(jù)革命性成果，意味著人類能實(shí)現(xiàn)心想事成的夢(mèng)想！
1 DNA堿基對(duì)有31億對(duì)，人類的基因才2.6-3.9個(gè)，98%的基因沒有表達(dá)功能，我們稱呼為撿垃圾基因，具有表達(dá)的基因都定位在染色體上了，這就是人類基因組計(jì)劃，如果31億對(duì)堿基都運(yùn)行SQL，那么人類可以對(duì)人類這么復(fù)雜的基因組進(jìn)行查閱和數(shù)據(jù)管理，對(duì)基因組形成的復(fù)雜關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和查詢密碼。
2 結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言是關(guān)系型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，DNA上運(yùn)行了SQL，它可以非過(guò)程化處理數(shù)據(jù)管理，所以我們?nèi)祟惪梢园凑兆约旱囊鈭D要干什么，程序不需要怎么辦操作就自動(dòng)運(yùn)行就給出來(lái)結(jié)果，這樣為我們?nèi)祟愒\斷治療研究疾病提供了前所未有的應(yīng)用。
3 人類有23對(duì)染色體，22對(duì)常染色體，1對(duì)性染色體XY,人類基因組計(jì)劃完成后，DNA上SQL運(yùn)行可以在46條染色體上進(jìn)行基因查詢和基因組之間的數(shù)據(jù)管理，甚至可以修改刪除基因的密碼子，這將是劃時(shí)代的革命！
DNA上運(yùn)行SQL將是未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究應(yīng)用的方向，未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)發(fā)展會(huì)爆發(fā)出奇跡般的奇跡！
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謝邀
最近剛好看過(guò)相關(guān)綜述，不從事DNA存儲(chǔ)研究，如有錯(cuò)誤，還請(qǐng)指正。
先說(shuō)結(jié)論：?jiǎn)尉瓦@篇未經(jīng)同行評(píng)議的論文，并不能帶來(lái)新的數(shù)據(jù)革命。DNA存儲(chǔ)是一個(gè)有很多前輩以及現(xiàn)在大佬們?cè)谕七M(jìn)的研究領(lǐng)域，讀取以及編碼有很多方案可以解決，但是關(guān)鍵問(wèn)題在于“數(shù)據(jù)寫入”的成本太高。這篇報(bào)道里的技術(shù)沒有在架構(gòu)上有所突破，也沒有降低成本，也沒有在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量上有所突破（只存儲(chǔ)了12kb的數(shù)據(jù)）。新意是表明在DNA存儲(chǔ)中運(yùn)行SQL是可行的，并且設(shè)計(jì)了新的信息編碼以及解碼，管理的架構(gòu)。
再介紹領(lǐng)域現(xiàn)狀:
這不是新的想法，上個(gè)世紀(jì)就有開始做了。
原理如下，數(shù)據(jù)編碼后，設(shè)計(jì)寡核苷酸的合成（寫入），接著存儲(chǔ)到試管或者大腸桿菌內(nèi)，而讀取的時(shí)候，通過(guò)PCR擴(kuò)增實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢索，讀取的話，是讀PCR擴(kuò)增的文庫(kù)用測(cè)序方法讀取。
當(dāng)然，擴(kuò)增以及讀取的時(shí)候會(huì)出錯(cuò)，所以編碼以及解碼的時(shí)候，得要有巧妙的設(shè)計(jì)，比如設(shè)置糾錯(cuò)碼等
目前最多能存儲(chǔ)200Mb數(shù)據(jù)
結(jié)論：瓶頸的話，個(gè)人理解，一個(gè)是其他知友所說(shuō)的成本問(wèn)題，一個(gè)是數(shù)據(jù)量的問(wèn)題，這方面都需要改進(jìn)。原子或者分子水平存儲(chǔ)數(shù)據(jù)還是很誘人的，不過(guò)還是有很多工程上的問(wèn)題有待研究人員解決。
參考文獻(xiàn)：
https://www.nature.com/articles/s41576-019-0125-3
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先說(shuō)結(jié)論，不能，起碼10年之內(nèi)都不會(huì)帶來(lái)什么新革命，對(duì)其前景暫持悲觀態(tài)度。
這個(gè)消息是國(guó)外一家機(jī)構(gòu)發(fā)布的論文中宣布的，聽起來(lái)好像很高大上，但其實(shí)目前來(lái)看仍然顛覆了不了現(xiàn)在的數(shù)字化計(jì)算系統(tǒng)，也根本不會(huì)有什么市場(chǎng)和應(yīng)用前景。
其實(shí)用DNA存儲(chǔ)數(shù)據(jù)這個(gè)想法幾年前就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，但是目前來(lái)看仍然有著三座難以逾越的高峰：
1、成本問(wèn)題。制約科學(xué)技術(shù)發(fā)展和推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的都是成本問(wèn)題，目前來(lái)說(shuō)DNA存儲(chǔ)的技術(shù)成本相當(dāng)之大，其投入之多讓很多機(jī)構(gòu)都無(wú)法承擔(dān)。就拿2002年完整基因組測(cè)序工作來(lái)說(shuō)，當(dāng)時(shí)集中了20個(gè)研究所的專家，利用這些研究所所配置的基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)歷13年，投入30億美元獲得了約30億核苷酸序列。但是成本問(wèn)題畢竟是與技術(shù)成熟程度相輔相成的，隨著未來(lái)研究人員不斷開發(fā)方法，處理大數(shù)據(jù)的量、速度和可變性方面的問(wèn)題將不再受到成本的制約。
2、讀寫速度。目前來(lái)說(shuō)不管是DNA的存儲(chǔ)速率還是讀寫速率都不及普通的傳統(tǒng)硬盤，說(shuō)出來(lái)可能有人會(huì)大跌眼鏡，只有4M每秒，也許有人會(huì)說(shuō)這種速度連我家的網(wǎng)速都比不上，讀寫速率的話就更不用多說(shuō)了，這也是現(xiàn)在DNA存儲(chǔ)技術(shù)急需解決的問(wèn)題。但是有報(bào)道稱，傳統(tǒng)的 DNA 測(cè)序產(chǎn)品已經(jīng)在生物技術(shù)市場(chǎng)上銷售，可以讀取 DNA 數(shù)據(jù)，這一全新的序列技術(shù)用例將有助于提高速度，其真實(shí)性就不得而知了。
3、準(zhǔn)確率問(wèn)題。目前科學(xué)家聲稱的DNA存儲(chǔ)技術(shù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率大約在99%，這個(gè)數(shù)字放在傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)中也許無(wú)關(guān)緊要，但是如果是放在人體的DNA中就顯得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。因?yàn)槿藗兡壳耙阎娜梭w內(nèi)部DNA、信息遺傳、分子代謝等問(wèn)題不過(guò)是冰山一角，1%的數(shù)據(jù)差別也許會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。
解決不了這幾個(gè)問(wèn)題，DNA生物數(shù)據(jù)技術(shù)就只能呆在實(shí)驗(yàn)室里，目前看來(lái)起碼十年之內(nèi)不可能解決，所以我們也不要抱太大的希望。
但是未來(lái)的技術(shù)是說(shuō)不準(zhǔn)的，也許通過(guò)DNA存儲(chǔ)技術(shù)我們就可以實(shí)現(xiàn)“記憶遺傳”，也就是在小說(shuō)中經(jīng)常出現(xiàn)的“前世真靈不滅”，也許我們也可以通過(guò)DNA生物存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)“克隆人”的技術(shù)突破，也許我們可以通過(guò)這個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)“永生”，一切都是說(shuō)不準(zhǔn)的。
最終，我們不要忘了一句話：雖說(shuō)科學(xué)技術(shù)需要超前的想象力，但是科學(xué)也必須要正視任何現(xiàn)實(shí)，以及它所帶來(lái)的一切影響與后果。
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