详情

基于Nanopore测序的DNA数据存储方法构建

申报人:宋萍 申报日期:2023-09-15

基本情况

第二十八期“上海交通大学大学生创新实践计划”
基于Nanopore测序的DNA数据存储方法构建
创新训练项目
工学
生物医学工程类
创新类
生物医学工程学院
宋萍
指导教师
登录状态下查看

国自然面上项目

科技部重点研发项目


?课题指导;

经费支持;

实验操作指导;

代码撰写;

错误分析

项目背景:

在信息时代,数据的产生速度愈发惊人,对数据存储的需求也日益增长。传统的硬盘、固态硬盘等存储设备虽然提供了相对高效的数据存储,但随着数据量的急剧增加,这些设备的存储能力和长期可靠性逐渐成为问题。因此,科学家们开始寻找新的数据存储方法,其中基于DNA的数据存储技术备受瞩目。

DNA分子是自然界最有效的信息存储介质之一。其巨大的存储密度和长期的稳定性使其成为理想的数据存储载体。目前,DNA数据存储已经取得了一些进展,但仍然存在一些挑战,如数据读取速度、成本等。三代Nanopore测序技术是近年来取得突破的生物技术之一,其高速、高准确性的特点为DNA数据存储提供了新的机会。

项目目标:

本科生科创项目的主要目标是探索基于三代Nanopore测序的DNA数据存储方法,旨在提高数据读取速度、减少成本,并最终实现DNA数据存储技术的实际应用。

项目内容:

  1. Nanopore测序原理学习: 参与项目的学生将深入学习Nanopore测序的原理,包括Nanopore传感器、电子读出、测序数据解析等。
  2. DNA数据存储构建: 学生将参与DNA数据存储构建,包括将数字信息编码到DNA序列中,并通过化学合成等方法创建DNA数据存储库。
  3. 测序和数据读取: 利用三代Nanopore测序技术,学生将进行DNA数据的读取和解码,了解数据存储的效率和可靠性。
  4. 性能优化: 学生将研究和测试不同的Nanopore测序参数,以优化数据读取速度和准确性,同时降低成本。
  5. 数据分析和比较: 学生将分析DNA数据存储与传统存储方法的性能差异,探讨其在大规模数据存储中的潜在应用。

预期成果:

通过该科创项目,我们希望学生能够:

  • 深入了解Nanopore测序和DNA数据存储原理。
  • 实际构建DNA数据存储库并进行Nanopore测序。
  • 优化测序参数以提高性能。
  • 分析和比较DNA数据存储与传统存储方法的差异。
  • 最终,提出改进和应用DNA数据存储技术的建议。

意义与展望:

该项目旨在为学生提供独特的科研经历,培养他们的实验技能、数据分析能力和创新思维。此外,该项目的成功实施还将为DNA数据存储技术的发展提供有力支持,有望推动这一领域的进一步研究,为未来的数据存储问题提供创新解决方案。

DNA数据存储是一个激动人心的领域,它融合了生物学、计算机科学和工程学等多个学科。通过这个科创项目,我们希望能够激发学生的兴趣,培养他们在跨学科领域中的综合能力,为解决未来的数据存储挑战做出贡献。

结语:

DNA数据存储是未来数据存储领域的重要发展方向,我们鼓励有兴趣的学生参与这个项目,与导师一起探索科学的奥秘,为未来的技术创新做出贡献。我们相信,通过学术的探索和实践,学生们将能够培养自己的科研潜力,为科学进步和社会发展贡献自己的力量。

选题成员

5

指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 宋萍 登录状态下查看 生物医学工程学院 第一指导教师

选题附件

结束