DNA存储作为一种分子链式存储介质，长期保存时会面临分子链降解断裂等，严重影响信息的长期可靠性，是亟待解决的关键问题。为解决该问题，研究团队设计了基于德布莱英图理论的序列重建算法，首次在实验室验证了其处理DNA链降解断裂问题的能力。结合该序列重建算法（内码）与喷泉码算法（外码），团队设计编码了6.8MB敦煌壁画，合成了承载图片信息的DNA片段21万条。为验证数据的长期可靠性，团队制备了一个没有任何特殊保护的DNA水溶液样本，并在70℃下加速样本降解长达十周。加速降解处理后，80%以上的片段都发生了断裂错误，依靠设计的序列重建算法依然可以准确组装解码96.4%以上的片段。再通过喷泉码解决少量片段丢失的问题，原始的敦煌壁画图片依然能够完美恢复。根据理论推算，这种程度的高温破坏相当于在实验室常温25℃一千年或者9.4℃两万年的自然降解。

反复实验优化算法

实现DNA对文物样本信息的长期可靠储存

据元英进院士介绍，早在三年前，由他领衔的天津大学合成生物学团队就开始对解决DNA降解问题进行规划，然而由于没有先例，团队只能一步步摸索，并不断改进优化算法设计，最终通过实验得到验证。“据我们了解，此前没有用DNA存储文物信息的先例。为能实现我国悠久历史文化的长期传承，技术层面需要应对存储过程中产生的各类复杂错误。从理论到方法，DNA存储都与信息领域其他存储方式不同，也与生物技术传统研究范式有差别，对我们团队也是一个挑战。”元英进说道。在研究前期，元英进院士团队针对算法进行了必要的理论准备，从理论层面上进行分析并证明了其可行性。随后便开始实施实验，并在过程中不断优化算法。从研究开始，到最终实验成功，花费了三年的时间，在此期间对算法做了大量的优化甚至重写，还挑战了更大规模尺度的实验验证。