在数据存储领域，DNA 存储技术因其高密度、长寿命、低能耗和高安全性等优势而备受关注。近期，清华大学机械工程系生物制造团队提出了一种基于引物盘（Primer Disk）的新型数据存储系统，实现了数据追加写入、索引、多次读取等功能（Record-Many-Read-Many Features，简称RMRM），为大规模DNA数据存档提供了新的解决方案。

图1 基于“引物盘”的可多次读写DNA存储系统

传统的DNA存储方案需要将索引信息存储在其他介质中，并且无法对存入的数据进行持续操作（如追加写入、删除、重写等）。机械系生物制造团队将寡核苷酸链作为材料，并将其共价连接到表面处理的盘片上，随后通过喷墨、酶对DNA进行操作，成功构建了基于“引物盘” 的可多次读写DNA存储系统。这种微盘能够实现数据的追加写入，提高了DNA存储系统的可操作性；还能够通过荧光点阵实现信息的索引，通过固相PCR实现信息的多次随机读取。团队进一步证实了其多次追加写入（10次）、多次读取（20次）后的数据的保真性，此外，还展示了索引信息阵列的可重写特征，借助T4 DNA连接酶和限制性内切酶Sma I，实现了对荧光阵列的可重写操作，在多次追加写入过程中，解决了荧光显微镜读取时通道数有限的问题。

该研究突破了首次构建了兼具多次写入、多次读取和随机索引功能的DNA盘片信息存储系统，有望推动DNA存储技术从理论走向应用，为未来大规模档案数据存储提供灵活、高效的解决方案。

图2 “荧光引物盘”工作流程

相关研究成果以“Primer-Disk-enabled DNA Data Storage System with Index and Record-Many-Read-Many Features”（基于引物盘的信息索引、多次读写功能的DNA数据存储系统）为题，在线发表于期刊《Advanced Science》（《先进科学》）。

清华大学机械系欧阳礼亮副教授、熊卓教授，清华大学深圳国际研究生院弥胜利教授为论文的通讯作者，2021级硕士生马嘉翔为第一作者。论文的其他合作者包括清华大学机械系博士后杨宇，清华大学机械系2025届博士生裴犇。

撰稿：马嘉翔

编辑：张琪琪

审核：熊卓、瞿体明