На протяжении миллиардов лет жизнь полагалась на дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) для хранения и обработки генетической информации. Теперь ученые используют мощь ДНК для новой цели: вычислений.
В то время как предыдущие попытки создания ДНК-компьютеров были сосредоточены в основном на хранении данных, недавний прорыв продемонстрировал возможность выполнения полного спектра вычислительных операций с использованием ДНК.
Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Университета Джонса Хопкинса разработали новый каркас из нуклеиновых кислот, который может хранить, считывать, стирать, перемещать и перезаписывать данные программируемым и воспроизводимым образом, подобно традиционному компьютеру.
Это революционное достижение открывает путь к созданию невероятно компактных и эффективных биологических машин.
Ключ к этой системе лежит в использовании дендримеров, крошечных древовидных структур, которые служат средой для хранения ДНК. Храня ДНК на этих структурах, исследователи могут не только хранить огромные объемы данных, но и легко редактировать и манипулировать ими. В отличие от предыдущих методов, основанных на свободно плавающих цепочках ДНК, дендримерный каркас помогает сохранить информацию ДНК и обеспечивает эффективную обработку данных.
Одним из наиболее значительных преимуществ этого подхода является потенциал для долгосрочного хранения данных. Ускоренный анализ старения показывает, что ДНК, хранящаяся на дендримерах при низких температурах, может иметь период полураспада в миллионы лет.
Это означает, что огромные базы данных можно будет хранить в пространстве размером с ластик для карандашей, что обеспечит надежное и эффективное решение для долгосрочного хранения данных.
Кроме того, исследователи продемонстрировали, что их технология на основе ДНК может решать простые шахматные партии и судоку, демонстрируя свой потенциал для вычислительных задач.
Хотя ДНК-компьютеры все еще находятся на ранних стадиях разработки, этот прорыв демонстрирует потенциал использования биологии для создания вычислительных систем. Способность одновременно хранить и обрабатывать данные открывает новые возможности для таких областей, как искусственный интеллект, биотехнологии и материаловедение.
По мере того как исследователи продолжают изучать возможности ДНК-вычислений, мы можем ожидать появления еще более инновационных и мощных биологических машин в будущем.
Читайте также: Тайны тянькенг: древние леса, неизвестная жизнь и давно потерянная ДНК
