数字时代导致各类数据爆炸式增长。由于存储容量有限，传统的数据存储方法(例如硬盘驱动器)开始面临挑战。随着数据存储需求的不断增长，替代的数据存储介质变得越来越受欢迎，而且很有必要。

DNA因其物理密度、数据寿命和数据加密能力而成为新兴的数据存储解决方案之一。任何可以存储在硬盘中的信息(例如文本、图像、声音和电影)也可以转换为DNA序列。

尽管DNA是一种很有前途的解决方案，可以帮助满足数据存储需求，但在DNA链中执行搜索可能会很麻烦且困难。

“将合成DNA中的信息存档已成为应对现代世界数据爆炸式增长的一种有吸引力的解决方案。然而，定量查询DNA中存储的数据仍然是一个挑战，”生物医学系教授ChangchunLiu说康涅狄格大学健康工程系。

在《自然通讯》杂志上，刘和一组研究人员发现了一种简单有效地搜索存储在DNA中的数据的方法，使用集群、定期间隔的短回文重复序列(CRISPR)驱动的定量搜索引擎。

在论文中，刘介绍了酶关键词识别搜索(SEEKER)，它利用CRISPR-Cas12a定量识别DNA中存储的文件中的关键词。

“DNA因其稳定性和高信息密度而成为一种很有前途的数据存储介质。理论上，一克DNA可以存储215PB的数据，相当于大约1亿部电影的数据大小。就像以二进制数据存储信息的硬盘一样位，DNA以四个核碱基序列存储信息：腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)。

“DNA合成技术和下一代测序的发展正在将DNA数据存储变成现实，”刘实验室的研究生、该论文的第一作者JiongyuZhang解释道。

Liu利用他在CRISPR技术方面的专业知识，帮助提出了更好的解决方案来搜索DNA链。

CRISPR是一种获得性免疫机制，可以识别充满干扰基因的细胞中特定的感染性DNA序列，类似于数据库中的关键字搜索。

当存在与感兴趣的关键词相对应的DNA靶标时，SEEKER利用CRISPR快速产生可见荧光或光。由于荧光强度的增长率与关键词频率成正比，SEEKER能够成功地进行定量文本搜索。

在论文中，研究人员成功识别了40个文件中的关键词，背景大约有8000个不相关术语。

“总的来说，SEEKER提供了一种定量方法，可以对DNA中存储的完整内容进行并行搜索(包括元数据搜索)，并且实现简单，结果生成速度快，”Liu解释道。

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