Китайские ученые разработали новый тип программируемого вычислительного устройства общего назначения на основе молекул ДНК, что стало ключевым шагом на пути к созданию ДНК-компьютера.
Широко известные интегральные схемы, используемые в последние десятилетия, представляют собой в основном электронные и фотонные схемы на основе полупроводников. Жидкофазные схемы с использованием генетических кодов — это совершенно новая вычислительная стратегия, которая таит в себе огромный потенциал для массового параллелизма при кодировании и выполнении алгоритмов.
Однако биологические молекулы имеют тенденцию диффундировать и смешиваться в жидкостях, что затрудняет применение этой стратегии к вычислениям общего назначения.
Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature, продемонстрировало систему, которая за счет интеграции многослойных программируемых вентильных матриц на основе ДНК (DPGA) может решать квадратные уравнения.
Исследователи из Шанхайского университета Цзяо Тонг собрали устройство с тремя слоями каскадных DPGA, состоящих из 30 логических элементов с примерно 500 нитями ДНК. Он работает, чтобы контролировать случайные столкновения молекул.
Они обнаружили, что использование одноцепочечных полимеров, состоящих из небольшого числа нуклеотидов, в качестве однородного сигнала передачи позволяет надежно интегрировать крупномасштабные интегральные схемы с минимальной утечкой и высокой точностью для вычислений общего назначения.
Согласно исследованию, устройство, оснащенное аналого-цифровым преобразователем, можно использовать для классификации микроРНК, связанных с заболеваниями.
Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»