System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 核酸分子的存储方法和测序方法技术_技高网

核酸分子的存储方法和测序方法技术

技术编号:42626375 阅读:8 留言:0更新日期:2024-09-06 01:28
本发明专利技术涉及生物检测领域,尤其涉及核酸分子的存储方法和测序方法。本发明专利技术提供了核酸分子的存储方法,包括如下步骤:S1:将含有核酸信息的二进制文件转码为核酸序列;S2:合成所述核酸序列后,引入核苷酸基元,获得目标核酸信息分子;S3:将所述目标核酸信息分子分离,溶解,保存。本发明专利技术的多基元的DNA信息存储方法在天然四种脱氧核苷酸基础上引入额外非天然/人工脱氧核苷酸,拓展存储基元种类,增加DNA信息存储平台的存储密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物检测领域,尤其涉及核酸分子的存储方法和测序方法


技术介绍

1、dna分子已成为前景广阔的下一代存储介质,是解决指数级数据增长与存储介质有限存储容量之间的矛盾的有效解决方案。然而,基于天然核苷酸基元的dna数字存储系统的存储密度受限于四种天然核苷酸有限的种类,导致其理论存储密度有限。并且由于dna片段的合成长度有限,需要将大规模数据存储为短片段,并为每个信息链标注寻址索引序列,以便信息检索与信息恢复。此外,在dna信息的合成和测序过程中,核苷酸的插入、缺失和替换等错误不可避免,这都需要额外的纠错机制来确保dna序列的准确恢复。然而,无论是引入寻址索引还是纠错冗余,都会大大降低系统编码的效率。以上因素严重制约了利用dna进行超大规模信息存储的可行性。

2、为了克服这一限制,人们合成了各种非天然/人工核苷酸,包含z、p、sb等碱基对,这些核苷酸具有提高dna储存密度的潜力,但上述合成碱基核苷酸的成本较高。此外,这些非天然/人工核苷酸的独特结构使它们与常用的第一代测序和第二代测序技术不兼容。在这种情况下,引入非天然/人工核苷 酸来扩展dna信息存储能力难以实现。

3、因此,利用低成本的人工或非天然核苷酸基元开发一种开创性的多基元dna存储系统至关重要。同时,为了提高dna信息存储系统的存储容量和存储密度,研究针对多基元信息的高效测序方法具有重要意义。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术提供了核酸分子的存储方法和测序方法。本专利技术的多基元的dna信息存储方法在天然四种脱氧核苷酸基础上引入额外非天然/人工脱氧核苷酸,拓展存储基元种类,增加dna信息存储平台的存储密度。

2、为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:

3、本专利技术提供了核酸分子的存储方法,包括如下步骤:

4、s1:将含有核酸信息的二进制文件转码为核酸序列;

5、s2:合成所述核酸序列后,引入核苷酸基元,获得目标核酸信息分子;

6、s3:将所述目标核酸信息分子分离,溶解,保存。

7、在本专利技术的一些实施方案中,上述存储方法中,所述二进制文件转码为核酸序列算法为霍夫曼编码+旋转编码+rs编码的级联编码方式,参照(highly reliable andefficient encoding systems for hexadecimal polypeptide-based data storage,doi:10.1016/j.fmre.2021.11.030),但霍夫曼编码过程仅使用4元霍夫曼码字。

8、在本专利技术的一些实施方案中,上述存储方法中,所述核苷酸基元的种类为1~2种。

9、在本专利技术的一些实施方案中,上述存储方法中,所述核苷酸基元的含量为3.7~13%。

10、在本专利技术的一些实施方案中,上述存储方法中,所述核苷酸基元的含量为3.7%和13%。

11、在本专利技术的一些实施方案中,上述存储方法中,所述核苷酸基元包括:尿嘧啶和/或氟尿嘧啶。

12、本专利技术还提供了上述存储方法获得的核酸分子。

13、本专利技术还提供了核酸分子的测序方法,将上述核酸分子与可检测信号偶联,测序,获得所述核酸分子的序列。

14、在本专利技术的一些实施方案中,上述测序方法中,所述可检测信号包括:荧光分子。

15、在本专利技术的一些实施方案中,上述测序方法中,所述测序采用:化学测序、生物测序和纳米孔测序中的一种或多种。

16、在本专利技术的一些实施方案中,上述测序方法中,所述测序包括与特异性修饰反应物反应的步骤。

17、本专利技术的多基元的dna信息存储方法在天然四种脱氧核苷酸基础上引入额外非天然/人工脱氧核苷酸,拓展存储基元种类,增加dna信息存储平台的存储密度。

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【技术保护点】

1.核酸分子的存储方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的存储方法,其特征在于,所述核苷酸基元的种类为1~2种。

3.如权利要求1或2所述的存储方法,其特征在于,所述核苷酸基元的含量为3.7~13%。

4.如权利要求1至3任一项所述的存储方法,其特征在于,所述核苷酸基元包括:尿嘧啶和/或氟尿嘧啶。

5.如权利要求1至4任一项所述存储方法获得的核酸分子。

6.核酸分子的测序方法,其特征在于,将如权利要求5所述的核酸分子与可检测信号偶联,测序,获得所述核酸分子的序列。

7.如权利要求6所述的测序方法,其特征在于,所述可检测信号包括:荧光分子。

8.如权利要求6或7所述的测序方法,其特征在于,所述测序采用:化学测序、生物测序和纳米孔测序中的一种或多种。

9.如权利要求8所述的测序方法,其特征在于,所述测序包括与特异性修饰反应物反应的步骤。

【技术特征摘要】

1.核酸分子的存储方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的存储方法,其特征在于,所述核苷酸基元的种类为1~2种。

3.如权利要求1或2所述的存储方法,其特征在于,所述核苷酸基元的含量为3.7~13%。

4.如权利要求1至3任一项所述的存储方法,其特征在于,所述核苷酸基元包括:尿嘧啶和/或氟尿嘧啶。

5.如权利要求1至4任一项所述存储方法获得的核酸分子。

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【专利技术属性】
技术研发人员:刘凯王帆张轶张洪杰
申请(专利权)人:中国科学院长春应用化学研究所
类型:发明
国别省市:

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