多方协同DNA安全信息存取：迈向DNA-硅基混合存储设施 合成生物学    DOI:10.12211/2096-8280.2025-067

图3 生物优化编码模型BO-DNA工作原理示意图，即将数据编码为适用于存储的最优DNA序列^［14］

正文中引用本图/表的段落

在存储密度方面，DNA数据存储的理论极限存储密度高达2 bit/nt，源于其分子级的信息编码能力。然而，实际应用中需引入冗余用于纠错、数据寻址和合成/测序保障，导致有效信息密度显著低于该极限。当前国际主流编码方案普遍面临非特异性杂交（即非目标DNA序列间的错误结合）的挑战，这是引入冗余、降低有效密度的关键因素之一［6，14，23-24］。其中，作为开创性方案的Church方法 （2012）采用简单映射（如ASCII转碱基），信息密度约～0.83 bit/nt。冗余高，纠错能力有限，易受非特异性杂交影响；DNA Fountain （2017） 基于喷泉码原理，具有优异的容错性和随机访问能力，信息密度可达～1.41 bits/nt。虽大幅提升了密度和可靠性，但其编码结构仍可能在某些条件下引发非特异性杂交问题［14］。在此背景下，研究组提出的BO-DNA编码算法通过创新性地引入混沌映射优化技术，有效抑制了非特异性杂交误差，实现最优数据编码存储（如图3所示）。该优化显著降低了为对抗此类错误所需的冗余度，从而实现了高达 1.77 bits/nt 的信息存储密度。这一数值已极为接近DNA存储的理论极限（2 bits/nt），代表了当前该领域编码效率的先进水平。

截至2024年12月，项目组累计发表SCI论文31篇（IF>10论文12篇），申请专利29项（授权11项），参与制定国际标准1项，技术指标达到国际领先水平.与华为、华大基因等企业合作举办技术沙龙6场，推动DNA存储在医疗影像归档等场景的示范应用.团队培养博士8名、硕士16名，3人获“竺可桢奖学金”等荣誉，1人入选“全球高被引科学家”，2人获得省部级人才称号，申报2项国家级人才项目，形成具有国际影响力的青年科研梯队. ...