人类社会发展产生的海量信息使传统信息存储方式日益受到挑战。DNA因具有信息存储密度高、保存时间长等优点，有望成为新一代信息存储介质。清华大学生命学院教授朱听团队通过近5年的研究探索，全化学合成了分子量达90kDa的大型镜像蛋白质Pfu DNA聚合酶，利用该高保真镜像聚合酶组装出千碱基长度的长链镜像DNA，并开发了基于镜像DNA的信息存储技术。相关研究成果7月29日发表于《自然—生物技术》。

当前，DNA信息存储技术均以天然DNA为介质，但其极易被自然环境中的微生物及核酸酶降解，且不利于在开放环境中长时间稳定存放。与天然DNA手性相反的镜像DNA不仅具有相同的高信息存储密度，还具有独特的生物正交性，不易被微生物及核酸酶降解。

如人的左手与右手互为镜像对称关系、无法完全重叠一样，自然界中一些分子也具有与其镜像对映体不能重合的特征，这一特征被称为“手性”，这类分子被称为“手性分子”。核糖与氨基酸均为手性分子，因此其构成的核酸与蛋白质等生物大分子均具有手性，且构成生命体的核酸和蛋白质的手性是均一的，即天然核酸皆由D型（右旋）核糖组成，天然蛋白质几乎皆由L型（左旋）氨基酸组成。

镜像DNA信息存储技术主要包括信息的“写入”与“读取”两个过程，需要高保真镜像DNA聚合酶帮助实现。然而，受限于已有的蛋白质与核酸化学合成技术，分子量在50kDa以上的大型镜像蛋白质和长度在150bp以上的长链镜像DNA的有效合成一直未能实现。

研究者提出利用分割蛋白质设计辅助合成的策略，突破了全化学合成对蛋白质大小的限制，获得了目前已报道最大的全化学合成蛋白质，研究者还利用该高保真镜像聚合酶组装出长达1.5kb的镜像16S核糖体RNA基因，为目前已报道最长的镜像DNA。

研究者开发了基于镜像硫代磷酸DNA的镜像DNA边合成边测序技术，新技术在测序读长、准确性、可操作性等方面都具有明显优势。研究者将巴斯德于1860年首次提出的“镜像生物学世界”这一概念的文字转换为碱基序列写入镜像DNA文库中，并从镜像DNA中准确读取了该文本信息，从而实现了镜像DNA信息存储。研究者还开发了基于镜像DNA的信息隐写技术，可有效提高DNA所携带信息的保密性，为镜像生物学系统在信息安全领域的应用提供了新思路。