DNA-based data storage has emerged as a promising method to satisfy the exponentially increasing demand for information storage. However, practical implementation of DNA-based data storage remains a challenge because of the high cost of DNA per unit data. Here, we propose the use of eleven degenerate bases as encoding characters in addition to A, C, G, and T, which increases the information capacity (the amount of data that can be stored per length of DNA sequence designed) and reduce the cost of DNA per unit data. Using the proposed method, we experimentally achieved an information capacity of 3.37 bits/character, which is more than twice when compared to the highest information capacity previously achieved. Finally, the platform was projected to reduce the cost of DNA-based data storage by 50%.

Abstract Polymorphing hydrogels can morph into another structure on demand with reprogrammable features. This concept extends the degree of morphing beyond that of traditional shape‐morphing hydrogels, which predetermine their morphing capabilities at the fabrication stage. However, current polymorphing hydrogels face limitations due to the need for complex, non‐sustained responsiveness or additional chemical steps for reconfigurable morphing. Here, photo‐reactive DNA‐cross‐linked polymorphing hydrogels are presented that enable polymorphing under patterned light. The photo‐reactive DNA cross‐links act as a regulator in changing the shapes of the hydrogels by adjusting the lengths of the cross‐links depending on the wavelength of light, which allows precise and dynamic morphing in a programmable way through a one‐pot reaction. The high programmability involving spatiotemporal controllability and reprogrammable features offers advanced solutions for multifunctional soft machines and applications requiring complex processes.

Abstract DNA-based data storage has attracted attention because of its higher physical density of the data and longer retention time than those of conventional digital data storage 1–7 . However, previous DNA-based data storage lacked index features and the data quality of storage after a single access is not preserved, obstructing its industrial use. Here, we propose DNA micro-disks, quick response (QR)-coded micro-sized disks that harbour data-encoded DNA molecules for the efficient management of DNA-based data storage. We demonstrate the two major features that previous DNA-based data storage studies could not achieve. One feature is accessing data items efficiently by indexing the data-encoded DNA library. Another is achieving write-once-read-many (WORM) memory through the immobilization of DNA molecules on the disk and their enrichment through in situ DNA production. Through these features, the reliability of DNA-based data storage was increased by allowing multiple accession of data-encoded DNA without data loss.