GettyImages 1224202684 f71519be0ebf44a784b7c33a1c750c33 scaled

Tärkeimmät oppimispisteet

  • Uusi löytö voisi käyttää DNA:ta tietokonesirujen valmistamiseen.
  • Tutkimus on viimeisin askel vuosikymmeniä pysähdyksissä, mutta lupaavasti kasvavalla DNA:n alalla.
  • DNA-pohjaiset tietokoneet ovat hyödyllisiä, koska ne ovat erittäin energiatehokkaita.
DNA:lla toimivat tietokoneet saattavat olla yhä lähempänä käytännön laitteita. Etelä-Korean yliopiston tutkijat löysivät äskettäin tavan luoda DNA-pohjainen siru, joka voi ohjata henkilökohtaista tietokonetta laskelmien suorittamiseksi, kertoo uusi tutkimus. Tiimi käytti 3D-tulostusta valmistaakseen sirun, joka voi suorittaa Boolen logiikkaa, joka on yksi tietokoneohjelmoinnin perusmenetelmistä. Se on viimeisin askel laajenevalla DNA-laskennan alalla, joka on ollut pysähdyksissä vuosikymmeniä, mutta jolla on suuri lupaus. «Toisin kuin digitaaliset tietokoneet, DNA-tietokoneet voivat parantaa ja laajentaa kykyämme mennä elektroniikkaa pidemmälle tulevaisuudessa», sanoi Hieu Bui, professori, joka opiskelee DNA-laskentaa Amerikan katolisessa yliopistossa ja joka ei ollut mukana prosessissa. sähköpostissa. haastatella. Esimerkiksi Bui sanoi, että DNA-tietokone voi «käsitellä biomarkkereita, kuten DNA- tai RNA-sekvenssejä syötteenä ja tuottaa hyödyllistä bioinformaatiota (eli solumäärät, veriryhmät jne.) ulostulona».

DNA, joka osaa laskea

DNA on kaksijuosteinen heliksi, joka sisältää kaiken geneettisen tietomme. DNA:n yksittäisissä yksiköissä on molekyylipareja, joita voidaan käyttää DNA:n laskelmien suorittamiseen. Uudessa artikkelissaan Korean Incheon National Universityn tutkijat kertovat löytäneensä ohjelmoitavan DNA-pohjaisen mikrofluidisirun, joka voi ohjata henkilökohtaista tietokonetta. Sirussa on moottorikäyttöinen venttiilijärjestelmä, jota voidaan ohjata PC:llä tai älypuhelimella. «Toivomme, että tulevaisuudessa DNA-pohjaiset prosessorit korvaavat elektroniset prosessorit, koska ne kuluttavat vähemmän virtaa, mikä auttaa ilmaston lämpenemisessä», tutkimusta johtanut Youngjun Song sanoi lehdistötiedotteessa. «DNA-pohjaiset suorittimet tarjoavat myös alustan monimutkaisille laskutoimituksille, kuten syväoppimisratkaisuille ja matemaattiselle mallinnukselle.» Bui kutsui Incheonin uutta paperia «lupaavaksi merkiksi teknologialle, joka on kehittynyt 1980-luvun alun jälkeen». DNA-pohjaiset tietokoneet ovat hyödyllisiä, koska ne ovat erittäin energiatehokkaita, vaikka ne käsittelevät suuria tietomääriä, koska ne luottavat biologisiin prosesseihin sähkön sijasta, datastrategi Nick Heudecker kertoi Lifewirelle sähköpostihaastattelussa. «DNA-tietokoneet ovat myös kestäviä verrattuna perinteisiin tietokonearkkitehtuureihin», hän sanoi. «Onnistumisesta huolimatta perinteiset tietokoneet ovat haavoittuvia. Kaikenlaisen menestyksen saavuttaminen edellyttää olosuhteiden, ympäristöjen ja syötteiden tarkkaa hallintaa.» «Toivomme, että tulevaisuudessa DNA-pohjaiset prosessorit korvaavat elektroniset prosessorit, koska ne kuluttavat vähemmän virtaa, mikä auttaa ilmaston lämpenemisessä.» Koska DNA on biologinen järjestelmä, se pystyy tarkistamaan virheitä ja korjaamaan itsensä, mikä tekee siitä ihanteellisen alustan tietojen tallentamiseen ja laskemiseen, Heudecker sanoi. «Tämä luontainen joustavuus yhdistettynä tallennustiheyteen asettaa DNA-laskennan ainutlaatuiseen asemaan verrattuna muihin laskentavaihtoehtoihin, kuten kvanttilaskentaan», hän lisäsi.

DNA:n muuntaminen koneiksi

Monet yritykset yrittävät käyttää DNA-teknologiaa käyttökelpoisten tietokoneiden tekemiseen, Heudecker sanoi. Esimerkiksi startup CATALOG väittää, että sillä on ainutlaatuinen menetelmä koodata dataa DNA:ksi käyttämällä halvempaa lähestymistapaa. Yhtiö väittää onnistuneesti koodaaneensa kaiken englanninkielisen Wikipedian tekstin synteettiseksi DNA:ksi. Helixworks on luomassa DNA-pohjaista merkintämekanismia, joka voi tunnistaa fyysiset esineet ja todistaa niiden alkuperän, Heudecker sanoi. HelixID-tuotteen avulla valmistajat voivat upottaa DNA-juosteeseen yksityiskohtaisia ​​tuotetietoja, kuten sarjanumeron, erän tai eränumerot ja viimeiset käyttöpäivämäärät, suoraan asioihin, kuten ruokaan ja juomaan, lääkkeisiin ja tekstiileihin, vaatteisiin ja luksustavaroihin.

Tiedemies, joka sekvensoi DNA:ta kannettavalla tietokoneella.

Osa DNA-teknologiasta on vielä alkuvaiheessa. Micron Technology työskentelee DNA-tietojen tallentamisessa uutena muistimuotona nimeltä Nucleic Acid Memory (NAM). Microsoft on tehnyt yhteistyötä Washingtonin yliopiston kanssa ja on osoittanut DNA-tietojen tallentamisen ja haun. Mutta käytännölliset DNA-tietokoneet ovat todennäköisesti vielä noin vuosikymmenen päässä kauppojen hyllyille pääsemisestä, Heudecker sanoi. «Nykyiset DNA-sekvensointi- ja synteesitekniikat ovat liian kalliita ja liian hitaita kilpailemaan perinteisen laskentainfrastruktuurin kanssa», hän sanoi.

Por Markus