• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

基于 DNA 的受启发于表观遗传学的数据存储系统。

An Epigenetics-Inspired DNA-Based Data Storage System.

机构信息

Department of Chemistry, University of Cambridge, Lensfield Road, Cambridge, CB2 1EW, UK.

Cancer Research, UK, Cambridge Institute, Li Ka Shing Centre, University of Cambridge, Robinson Way, Cambridge, CB2 0RE, UK.

出版信息

Angew Chem Int Ed Engl. 2016 Sep 5;55(37):11144-8. doi: 10.1002/anie.201605531. Epub 2016 Jul 21.

DOI:10.1002/anie.201605531
PMID:27440712
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5113786/
Abstract

Biopolymers are an attractive alternative to store and circulate information. DNA, for example, combines remarkable longevity with high data storage densities and has been demonstrated as a means for preserving digital information. Inspired by the dynamic, biological regulation of (epi)genetic information, we herein present how binary data can undergo controlled changes when encoded in synthetic DNA strands. By exploiting differential kinetics of hydrolytic deamination reactions of cytosine and its naturally occurring derivatives, we demonstrate how multiple layers of information can be stored in a single DNA template. Moreover, we show that controlled redox reactions allow for interconversion of these DNA-encoded layers of information. Overall, such interlacing of multiple messages on synthetic DNA libraries showcases the potential of chemical reactions to manipulate digital information on (bio)polymers.

摘要

生物聚合物是存储和传播信息的一种有吸引力的选择。例如,DNA 具有出色的耐久性、高数据存储密度,并已被证明是保存数字信息的一种手段。受(表观)遗传信息动态生物调控的启发,本文展示了如何在合成 DNA 链中对二进制数据进行编码,以实现受控变化。通过利用胞嘧啶及其天然衍生物的水解脱氨反应的差异动力学,我们证明了如何在单个 DNA 模板中存储多层信息。此外,我们还表明,受控的氧化还原反应允许这些 DNA 编码的信息层之间的相互转换。总的来说,这种在合成 DNA 文库上交织的多个信息展示了化学反应在(生物)聚合物上操纵数字信息的潜力。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/db78a9abc493/ANIE-55-11144-g004.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/e13016dba304/ANIE-55-11144-g001.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/ae5c9d8c98e2/ANIE-55-11144-g002.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/79afd0aa5d05/ANIE-55-11144-g003.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/db78a9abc493/ANIE-55-11144-g004.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/e13016dba304/ANIE-55-11144-g001.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/ae5c9d8c98e2/ANIE-55-11144-g002.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/79afd0aa5d05/ANIE-55-11144-g003.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63f8/5113786/db78a9abc493/ANIE-55-11144-g004.jpg

相似文献

1
An Epigenetics-Inspired DNA-Based Data Storage System.基于 DNA 的受启发于表观遗传学的数据存储系统。
Angew Chem Int Ed Engl. 2016 Sep 5;55(37):11144-8. doi: 10.1002/anie.201605531. Epub 2016 Jul 21.
2
Genomic Encryption of Digital Data Stored in Synthetic DNA.储存在合成 DNA 中的数字数据的基因组加密。
Angew Chem Int Ed Engl. 2020 May 25;59(22):8476-8480. doi: 10.1002/anie.202001162. Epub 2020 Mar 20.
3
DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture.DNA 喷泉实现了稳健且高效的存储架构。
Science. 2017 Mar 3;355(6328):950-954. doi: 10.1126/science.aaj2038.
4
DNA assembly for nanopore data storage readout.用于纳米孔数据存储读出的 DNA 组装。
Nat Commun. 2019 Jul 3;10(1):2933. doi: 10.1038/s41467-019-10978-4.
5
Molecular digital data storage using DNA.利用 DNA 进行分子数字数据存储。
Nat Rev Genet. 2019 Aug;20(8):456-466. doi: 10.1038/s41576-019-0125-3.
6
Terminator-free template-independent enzymatic DNA synthesis for digital information storage.无终止子模板独立酶促 DNA 合成用于数字信息存储。
Nat Commun. 2019 Jun 3;10(1):2383. doi: 10.1038/s41467-019-10258-1.
7
Retrieval efficiency of DNA-based databases of digital signals.基于数字信号的 DNA 数据库的检索效率。
IEEE Trans Nanobioscience. 2009 Sep;8(3):259-70. doi: 10.1109/TNB.2009.2026371. Epub 2009 Jul 10.
8
Next-generation digital information storage in DNA.DNA 中的下一代数字信息存储。
Science. 2012 Sep 28;337(6102):1628. doi: 10.1126/science.1226355. Epub 2012 Aug 16.
9
Probing the physical limits of reliable DNA data retrieval.探测可靠 DNA 数据检索的物理极限。
Nat Commun. 2020 Jan 30;11(1):616. doi: 10.1038/s41467-020-14319-8.
10
How to make DNA data storage more applicable.如何使 DNA 数据存储更具适用性。
Trends Biotechnol. 2024 Jan;42(1):17-30. doi: 10.1016/j.tibtech.2023.07.006. Epub 2023 Aug 15.

引用本文的文献

1
Towards next-generation DNA encryption via an expanded genetic system.通过扩展遗传系统实现下一代DNA加密
Natl Sci Rev. 2024 Dec 23;12(4):nwae469. doi: 10.1093/nsr/nwae469. eCollection 2025 Apr.
2
Recent progress in DNA data storage based on high-throughput DNA synthesis.基于高通量DNA合成的DNA数据存储的最新进展。
Biomed Eng Lett. 2024 May 3;14(5):993-1009. doi: 10.1007/s13534-024-00386-z. eCollection 2024 Sep.
3
CRISPR-powered quantitative keyword search engine in DNA data storage.基于 CRISPR 的 DNA 数据存储中的定量关键词搜索引擎。

本文引用的文献

1
DNA nanotechnology: new adventures for an old warhorse.DNA纳米技术:一匹老战马的新征程。
Curr Opin Chem Biol. 2015 Oct;28:9-14. doi: 10.1016/j.cbpa.2015.05.020. Epub 2015 Jun 5.
2
Robust chemical preservation of digital information on DNA in silica with error-correcting codes.利用纠错码在硅基片上对 DNA 中的数字信息进行稳健的化学保存。
Angew Chem Int Ed Engl. 2015 Feb 16;54(8):2552-5. doi: 10.1002/anie.201411378. Epub 2015 Feb 4.
3
Chemical methods for decoding cytosine modifications in DNA.用于解码DNA中胞嘧啶修饰的化学方法。
Nat Commun. 2024 Mar 15;15(1):2376. doi: 10.1038/s41467-024-46767-x.
4
DNA Data Storage.DNA数据存储
BioTech (Basel). 2023 Jun 1;12(2):44. doi: 10.3390/biotech12020044.
5
Emerging Approaches to DNA Data Storage: Challenges and Prospects.新兴的 DNA 数据存储方法:挑战与展望。
ACS Nano. 2022 Nov 22;16(11):17552-17571. doi: 10.1021/acsnano.2c06748. Epub 2022 Oct 18.
6
In vivo processing of digital information molecularly with targeted specificity and robust reliability.在体内以靶向特异性和强大的可靠性对数字信息进行分子处理。
Sci Adv. 2022 Aug 5;8(31):eabo7415. doi: 10.1126/sciadv.abo7415.
7
TET-Like Oxidation in 5-Methylcytosine and Derivatives: A Computational and Experimental Study.5-甲基胞嘧啶及其衍生物中的 TET 样氧化:计算与实验研究。
Chembiochem. 2021 Dec 2;22(23):3333-3340. doi: 10.1002/cbic.202100420. Epub 2021 Sep 23.
8
Advancing DNA Steganography with Incorporation of Randomness.利用随机性提升 DNA 隐写术。
Chembiochem. 2020 Sep 1;21(17):2503-2511. doi: 10.1002/cbic.202000149. Epub 2020 May 28.
9
Photo-editable macromolecular information.可编辑的大分子信息的图片。
Nat Commun. 2019 Sep 4;10(1):3774. doi: 10.1038/s41467-019-11566-2.
10
Engineering nucleic acid structures for programmable molecular circuitry and intracellular biocomputation.工程化核酸结构用于可编程分子电路和细胞内生物计算。
Nat Chem. 2017 Nov;9(11):1056-1067. doi: 10.1038/nchem.2852. Epub 2017 Sep 25.
Chem Rev. 2015 Mar 25;115(6):2240-54. doi: 10.1021/cr5002904. Epub 2014 Aug 5.
4
Large-scale de novo DNA synthesis: technologies and applications.大规模从头 DNA 合成:技术与应用。
Nat Methods. 2014 May;11(5):499-507. doi: 10.1038/nmeth.2918.
5
Quantitative sequencing of 5-formylcytosine in DNA at single-base resolution.DNA中5-甲酰基胞嘧啶的单碱基分辨率定量测序。
Nat Chem. 2014 May;6(5):435-40. doi: 10.1038/nchem.1893. Epub 2014 Mar 23.
6
Synthesis of a DNA promoter segment containing all four epigenetic nucleosides: 5-methyl-, 5-hydroxymethyl-, 5-formyl-, and 5-carboxy-2'-deoxycytidine.合成一段包含所有四种表观遗传核苷酸的 DNA 启动子片段:5-甲基-、5-羟甲基-、5-甲酰基-和 5-羧基-2'-脱氧胞苷。
Angew Chem Int Ed Engl. 2014 Jan 3;53(1):315-8. doi: 10.1002/anie.201308469. Epub 2013 Nov 26.
7
TET enzymes, TDG and the dynamics of DNA demethylation.TET 酶、TDG 和 DNA 去甲基化的动态变化。
Nature. 2013 Oct 24;502(7472):472-9. doi: 10.1038/nature12750.
8
Oxidative bisulfite sequencing of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine.5-甲基胞嘧啶和 5-羟甲基胞嘧啶的氧化亚硫酸测序。
Nat Protoc. 2013 Oct;8(10):1841-51. doi: 10.1038/nprot.2013.115. Epub 2013 Sep 5.
9
Sequence-controlled polymers.序列控制聚合物。
Science. 2013 Aug 9;341(6146):1238149. doi: 10.1126/science.1238149.
10
Towards practical, high-capacity, low-maintenance information storage in synthesized DNA.在合成 DNA 中实现实用、大容量、低维护的信息存储。
Nature. 2013 Feb 7;494(7435):77-80. doi: 10.1038/nature11875. Epub 2013 Jan 23.