Компьютер на ДНК впервые одновременно хранил данные и решал судоку

Демонстрация показывает возможность использовать преимущества хранения данных в ДНК в реальных вычислительных системах.

Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Университета Джонса Хопкинса продемонстрировали технологию, которая использует молекулы ДНК вместо традиционной электроники и обеспечивает работу вычислительной системы. Метод позволяет хранить, обрабатывать и перезаписывать данные.

Предыдущие решения на основе ДНК столкнулись с проблемой совмещения хранения данных и их использования для работы компьютера. Хотя молекулы считают перспективной системой для хранения данных, поясняют разработчики, долгое время преобладало мнение, что будет сложно или невозможно создать ДНК-технологию, которая охватывала бы весь спектр операций, используемых в традиционных электронных устройствах.

Для решения этой проблемы исследователи разработали мягкий полимерный материал, который действует как каркас для ДНК. Полимер можно обезвоживать для длительного хранения информации и регидратировать для ее извлечения.

Мы создали полимерные структуры, которые мы называем дендриколлоидами — они начинаются на микроуровне, но ответвляются друг от друга иерархическим образом, создавая сеть нановолокон. Эта морфология создает структуру с большой площадью поверхности, что позволяет нам размещать ДНК среди нанофибрилл, не жертвуя плотностью данных.

Технология позволяет хранить данные с невероятно высокой плотностью — 10 ПБ/см³ или 10 млн ГБ в пространстве размером с кусочек сахара. При этом дендриколлоид сохраняет информацию лучше, чем простая ДНК, и выдерживает более 170 циклов дегидратации и регидратации.

Чтобы записать информацию в ДНК, алгоритмы кодируют их в последовательности нуклеиновых кислот кода ДНК. Конкретные фрагменты информации извлекают с помощью молекул РНК, которые копируют данные из ДНК. Это означает, что для считывания не нужно разрушать ДНК, достаточно секвенировать РНК.

Новая система также позволяет производить вычисления непосредственно в ДНК, используя ферменты. Работу этого «компьютера» показали на примере решения простых шахматных задач и разгадывания судоку. Кроме того, тестирование показывает, что система может надежно хранить данные в течение тысяч лет без деградации ДНК, хранящей информацию.

Ранее «Хайтек» рассказывал об исследованиях по использованию молекул ДНК для создания центров хранения данных.


Читать далее:

Варп-двигатель из «Стартрека» существует, считают ученые: как его найти

Ученые нашли «секрет» Большого взрыва: это путь к новой физике

Ученые назвали последствия самой мощной геомагнитной бури: что ждет Землю

На обложке: Изображение от freepik, сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Контур.Толк запускает бесплатную версию для онлайн-встреч без ограничений по времени
Технологии
Starship довезет пассажиров из Европы в США за полчаса на скорости 27 000 км/ч
Новости
Новое приложение для видеокарт GeForce от Nvidia уже доступно для скачивания
Новости
Rutube упростил подачу сведений о блогерах в Роскомнадзор
Новости
Бюджетный термоядерный реактор смог удержать плазму при 300 000 °С 
Новости
Посмотрите на картину робота-художника: ее продали 1 000 000 долларов
Новости
Илона Маска назначили в Белый дом: какие планы у миллиардера в правительстве Трампа
Новости
Ученая вылечила собственный рак с помощью вирусов из лаборатории
Наука
Платформу китайского гуманоидного робота открыли для всех разработчиков
Новости
Серферов от нападения гигантских акул защитят светодиодами
Наука
Физики создают «световые ураганы», чтобы ускорить передачу данных
Наука
Астрономы усомнились во влиянии темной материи в формировании галактик
Наука
Нейроны растут в четыре раза дальше во время тренировки, выяснили в MIT
Наука
Скорость потепления пересмотрели: мир на грани ограничений Парижских соглашений
Наука
Робот-хирург научился оперировать после просмотра видео
Новости
Найден «межзвездый туннель» от Солнечной системы к соседней звезде
Космос
Стартовал конкурс на открытие центра развития промышленной робототехники
Иннополис
Магнитные мышцы для роботов держат вес в 1000 раз больше собственного
Новости
LG показала гибкий дисплей: он растягивается на 50%, складывается и скручивается
Новости
Уран оказался не таким, как считали ученые
Космос