Key takeaways
- En ny upptäckt kan använda DNA för att göra datorchips.
- Forskningen är det senaste steget inom det växande DNA-området, som har stannat av i decennier men visar mycket lovande.
- Datorer baserade på DNA är användbara eftersom de är extremt energieffektiva.
Datorer som körs på DNA kan komma närmare att bli praktiska enheter.
Forskare vid ett sydkoreanskt universitet hittade nyligen ett sätt att skapa ett DNA-baserat chip som en persondator kan kontrollera för att utföra beräkningar, enligt en ny forskningsartikel. Teamet använde 3D-utskrift för att tillverka ett chip, som kan exekvera boolesk logik, en av de grundläggande metoderna för datorprogrammering. Det är det senaste steget i det växande området för DNA-beräkningar, som har stannat i decennier men visar mycket lovande.
"Till skillnad från digitala datorer, kan DNA-datorer förbättra och utöka våra möjligheter att gå längre än elektronik i framtiden," Hieu Bui, en professor som studerar DNA-beräkning vid The Catholic University of America och inte var involverad i studien, sa till Lifewire i en e-postintervju.
Till exempel, sa Bui, kan en DNA-dator "bearbeta biomarkörer såsom DNA- eller RNA-sekvenser som input och producera användbar bioinformation (d.v.s. cellantal, blodtyper, etc.) som utdata."
DNA som kan beräkna
DNA är den dubbelsträngade helixen som innehåller all vår genetiska information. De individuella enheterna av DNA har par av molekyler som kan användas för att utföra beräkningar för DNA-beräkning.
I sin nya artikel säger forskare vid Incheon National University i Korea att de har hittat ett programmerbart DNA-baserat mikrofluidchip som en persondator kan kontrollera. Chipet har ett motordrivet ventilsystem som kan manövreras med en PC eller smartphone.
"Vår förhoppning är att DNA-baserade processorer kommer att ersätta elektroniska processorer i framtiden eftersom de förbrukar mindre ström, vilket kommer att hjälpa till med den globala uppvärmningen", säger Youngjun Song, som ledde studien, i ett pressmeddelande. "DNA-baserade processorer ger också en plattform för komplexa beräkningar som djupinlärningslösningar och matematisk modellering."
Bui kallade det nya papperet från Incheon "ett lovande tecken på tekniken som har utvecklats sedan början av 1980-talet."
Datorer baserade på DNA är användbara eftersom de är extremt energieffektiva, även när de bearbetar enorma mängder data eftersom de är beroende av biologiska processer snarare än elektricitet, sa datastrategen Nick Heudecker till Lifewire i en e-postintervju.
"DNA-datorer är också motståndskraftiga jämfört med traditionella datorarkitekturer", sa han. "Oavsett dess framgångar är traditionell datoranvändning ömtålig. Vaksam hantering av förhållanden, miljöer och input krävs för att nå någon form av framgång."
Vår förhoppning är att DNA-baserade processorer kommer att ersätta elektroniska processorer i framtiden eftersom de förbrukar mindre ström, vilket kommer att hjälpa till med den globala uppvärmningen.
Eftersom det är ett biologiskt system kan DNA felkontrollera och självreparera, vilket gör det till en idealisk datalagrings- och datorplattform, sa Heudecker.
"Denna inneboende elasticitet, tillsammans med dess lagringstäthet, sätter DNA-beräkningar i en unik position i förhållande till andra beräknings alternativ, som kvantberäkning", tillade han.
Turning DNA Into Machines
Många företag försöker använda DNA-teknik för att göra användbara datorer, sa Heudecker.
Startup CATALOG, till exempel, hävdar att de har en unik metod för att koda data som DNA som använder en billigare metod. Företaget hävdar att det framgångsrikt har kodat all text på engelska Wikipedia till syntetiskt DNA.
Helixworks tillverkar en DNA-baserad märkningsmekanism som kan identifiera fysiska föremål och bevisa deras härkomst, sa Heudecker. Produkten, HelixID, gör det möjligt för tillverkare att bädda in detaljerad produktinformation i en DNA-sträng, som serienummer, parti- eller batchnummer och utgångsdatum direkt i saker som mat och dryck, läkemedel och textilier, kläder och lyxvaror.
En del DNA-teknik är fortfarande i den tidiga forskningsfasen. Micron Technology arbetar med DNA-datalagring som en ny form av minne, kallad Nucleic Acid Memory (NAM). Microsoft samarbetar med University of Washington och har demonstrerat lagring och hämtning av DNA-data.
Men praktiska DNA-datorer är förmodligen fortfarande cirka tio år bort från att komma ut i butikshyllorna, sa Heudecker.
"Nuvarande DNA-sekvenserings- och syntesteknologier är för dyra och långsamma för att konkurrera med traditionell datorinfrastruktur", sa han.
