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松禾资本曾晓玉:数据大爆发,从硅基到碳基,DNA存储的突破之路

发表于:2022-07-28 来源:
7月23日,“两湖有约”2022年数字经济与生命健康产业融合发展长荡湖峰会在中德(常州)创新产业园开幕,本次峰会聚焦数字经济与生命健康产业融合发展的关键课题,聚焦行业最新发展趋势和前沿技术动态,300余名学术、产业、投资及媒体人士齐聚长荡湖畔,就DNA存储、合成生物技术及产业发展展开热烈讨论。松禾资本合伙人曾晓玉受邀分享了DNA存储发展及投资机遇的报告。

从硅基走向碳基介质,DNA存储的巨大机会
DNA存储概念最早来自1959年著名诺贝尔奖物理学家费曼的一个天才假设,一直到70年代末80年代初,读取和书写DNA的方法提出来之后,由1988年哈佛大学的戴维斯,第一次合成了18个核苷酸DNA片段存储到大肠杆菌里面,然后直到2012年Church团队,用DNA的片段存储了一本5万字的书和一张照片。在2012年,高通量的DNA合成技术产生,2017年IT巨头微软和华盛顿大学联合完成存储200MB各种类型的信息,从此DNA存储走向前端。
国内近几年技术发展非常迅速。天津大学构建了首个存储信息的人工染色体,清华大学还有天工所都已创建独特的DNA合成技术,华大生命科学研究院也有非常优秀的“阴阳”双编码技术,且发表在Nature的顶级期刊。
DNA存储具备三个优势:一是高密度,超稳定和低能耗,存储密度从10的9次方到对比硬盘10的3次方,高出6个数量级;二是稳定性,可以比较完好的保持百万年古生物的DNA;三是低能耗,目前DNA能耗是10的负10次方每一GB。
从存储介质的存储密度来看,1克DNA可能对应422亿个U盘的存储量,但如果换算成硅晶圆来存储,将需要百万吨级别。可以推测,未来几个世纪的存储需求,几十公斤的DNA即可满足。
合成测序新兴公司涌现,商用规模空间广阔
DNA存储关键基于两个底层生物学工具——合成和测序,分别对应“写”和“读”的环节。合成和测序是DNA存储里面重要的成本来源,给DNA存储带来了很大的机遇。目前,测序成本已出现超摩尔定律的断崖式下跌,但合成的成本下降幅度有限。


当前,国内合成和测序新兴公司已经开始涌现,但随之而来的也有一些挑战,一是合成过程中单步反应效率无法达到百分之百,并且会出现错误,导致难以形成比较大的片段;二是存在高通量平台技术攻关的难点;三是合成耗时且昂贵,化学合成法会有一些污染;此外,IT层面的编/解码也是比较大的挑战。
国内公司侧重于合成技术及编解码方案的开发,但是目前产品或服务的盈利模式要具备一定的商用规模才能跑通。深圳先研院合成生物学研究所副所长戴俊彪在发言综述中也表示,目前商业交付的能力大概只有十几kb,离大规模的商业交付还有一定距离。
核心性技术突破,DNA存储投资机会展望
对于初创公司来说,编解码没有一定标准,如何进行BT与IT的融合以达到更好的适配性和鲁棒性是重要课题。华大研究院IT方面发展非常迅速,而且还有一个强项——合成设备,2018年底建成第一台设备阿尔法,之后几年的时间不断更新迭代,使整个合成成本大幅下降。
作为一家投资公司,首先看优质项目及团队技术来源,其次会关注出现大规模商用的时间节点。DNA存储大概会有5-10年的初创发展期,希望出现核心性的技术突破,以带动整个产业的发展。