DNA‐Based Concatenated Encoding System for High‐Reliability and High‐Density Data Storage

计算机科学 DNA 算术编码 计算机数据存储 编码(社会科学) 核苷酸 DNA运算 数据压缩 编码(内存) 算法 计算生物学 计算机硬件 生物 数学 上下文自适应二进制算术编码 遗传学 基因 统计 人工智能
作者
Yubin Ren,Yi Zhang,Yawei Liu,Qinglin Wu,Juanjuan Su,Fan Wang,Dong Chen,Chunhai Fan,Kai Liu,Hongjie Zhang
出处
期刊:Small methods [Wiley]
卷期号:6 (4) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/smtd.202101335
摘要

Information storage based on DNA molecules provides a promising solution with advantages of low-energy consumption, high storage efficiency, and long lifespan. However, there are only four natural nucleotides and DNA storage is thus limited by 2 bits per nucleotide. Here, artificial nucleotides into DNA data storage to achieve higher coding efficiency than 2 bits per nucleotide is introduced. To accommodate the characteristics of DNA synthesis and sequencing, two high-reliability encoding systems suitable for four, six, and eight nucleotides, i.e., the RaptorQ-Arithmetic-LZW-RS (RALR) and RaptorQ-Arithmetic-Base64-RS (RABR) systems, are developed. The two concatenated encoding systems realize the advantages of correcting DNA sequence losses, correcting errors within DNA sequences, reducing homopolymers, and controlling specific nucleotide contents. The average coding efficiencies with error correction and without arithmetic compression by the RALR system using four, six, and eight nucleotides reach 1.27, 1.61, and 1.85 bits per nucleotide, respectively. While the average coding efficiencies by the RABR system are up to 1.50, 2.00, and 2.35 bits per nucleotide, respectively. The coding efficiency, versatility, and tunability of the developed artificial DNA systems might provide significant guidance for high-reliability and high-density data storage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
大胆蛋挞发布了新的文献求助10
1秒前
XIAOEN完成签到,获得积分10
1秒前
czc发布了新的文献求助10
2秒前
jerry完成签到,获得积分10
2秒前
忐忑的鞋垫完成签到,获得积分10
2秒前
淡定惋庭发布了新的文献求助200
2秒前
研友_8Y26PL完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
林翔翔完成签到,获得积分20
2秒前
默默的荧完成签到,获得积分10
3秒前
123发布了新的文献求助10
3秒前
安静的睫毛完成签到,获得积分10
3秒前
Chemistry发布了新的文献求助10
4秒前
yuzhongLuo发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
林翔翔发布了新的文献求助10
5秒前
细心的抽屉完成签到,获得积分10
5秒前
几千年完成签到,获得积分10
6秒前
今天也晴朗完成签到,获得积分10
6秒前
风中的老九完成签到,获得积分10
6秒前
drew完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
市井火锅完成签到,获得积分10
7秒前
nczpf2010完成签到,获得积分10
8秒前
酷波er的应助被半夏采纳,获得10
8秒前
20发布了新的文献求助10
8秒前
勤恳饼干发布了新的文献求助10
9秒前
十七关注了科研通微信公众号
9秒前
笑忘书完成签到,获得积分10
9秒前
liuis发布了新的文献求助10
10秒前
刘2305完成签到,获得积分20
11秒前
hongjing完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
完美世界的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
李健的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
彭于晏的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
打打的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Chinese Traditional Wisdom and Contemporary Education Values 600
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
5th World Conference on Detergents: Reinventing the Industry : Opportunities and Challenges 500
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8105200
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9514416
关于积分的说明 21491963
捐赠科研通 7681877
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3409711
关于科研通互助平台的介绍 2537352
邀请新用户注册赠送积分活动 2449609