授权通过384个多重复的纳米孔签名通过DNA存储的低交叉声,动态决策随机访问
Junyao Li1, Xuyang Zhao1, Qingyuan Fan1
1School of Microelectronics, MOE Engineering Research Center of Integrated Circuits for Next Generation Communications, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, China.
Nature communications
|October 17, 2025
概括
我们开发了SUSTag-ORCtrL,这是一种新的纳米孔系统,可以在没有PCR的情况下实时检索DNA数据. 该系统能够快速,准确地访问DNA编码的信息,从而推进数据存储和基因组应用.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 生物信息学是一种生物信息学.
- 数据存储数据存储数据存储
背景情况:
- 目前的DNA/RNA数据检索方法依赖PCR或基于珠子的提取,限制了动态决策.
- 这些方法受到沃森-克里克基配对和预定义的原始器的限制,这阻碍了实时应用.
研究的目的:
- 引入SUSTag-ORCtrL,这是一个基于纳米孔的系统,可以无PCR,实时随机访问DNA存储数据.
- 通过使用原始离子电流签名来实现DNA分子标签的高精度分类.
主要方法:
- 开发了SUSTag (Bhattacharyya距离和增量聚类增强分子标签设计) 以尽量减少交叉通话.
- 使用可选拒绝Cnn-lstm深度学习模型 (ORCtrL) 进行信号变化适应.
- 分类的96个或384个复数DNA分子标签的原始离子电流签名.
主要成果:
- 获得了96%的F1评分,为96个复数和99.05%的384个复数分类.
- 经过120分钟的域调整,显著提升了性能 (87%至94%) .
- 能够在10分钟到3小时内完全恢复目标数据,并实现最小的交叉通话.
结论:
- SUSTag-ORCtrL提供了一个可扩展的,低延迟的解决方案,用于多功能DNA数据访问.
- 该系统对基因组/转录基因组疾病查和DNA-of-things应用有希望.


