Studio innovativo: concetti di DNA origami aprono nuove strade al calcolo veloce e riutilizzabile

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Di Maria Astona
- in
Molecole di DNA piegate in strutture di calcolo complesse.

RomeGli scienziati si stanno avvicinando all'utilizzo del DNA per il calcolo. Uno studio recente presenta un metodo per il calcolo tramite DNA che è rapido e modificabile, utilizzando speciali registri. Questo lavoro potrebbe rivoluzionare la memorizzazione e l'elaborazione delle informazioni, superando la tecnologia attuale basata sul silicio. I benefici del calcolo con il DNA sono numerosi.

  • Dimensioni ridotte
  • Alta capacità di archiviazione
  • Possibilità di elaborazione parallela

Lo studio si basa su ricerche precedenti per sviluppare circuiti DNA programmabili. I ricercatori hanno impiegato oligonucleotidi, filamenti di DNA a singolo filamento, per rappresentare dati binari. Hanno creato un sistema in cui questi filamenti di DNA interagiscono con porte logiche in un ambiente liquido. I risultati vengono memorizzati in un registro di DNA su una superficie solida. Questa configurazione consente di eseguire compiti informatici rapidamente senza l'intervento manuale.

Avanzamento significativo: reset e riutilizzo delle unità di archiviazione del DNA

Il progresso fondamentale consiste nella capacità di resettare e riutilizzare le unità di archiviazione di DNA. Dopo ogni calcolo, il segmento di DNA prodotto può essere rilasciato, rendendo così l'unità di archiviazione disponibile per nuovi compiti. Questo metodo accelera i calcoli e rende il calcolo del DNA più efficiente. I ricercatori hanno dimostrato che calcoli complessi possono essere completati in un unico contenitore in 90 minuti.

Questo progresso consente l'uso su vasta scala dei computer a DNA. Rendendo le reazioni più efficienti e compatte, aiuta a creare sistemi capaci di eseguire e correggere automaticamente programmi basati sul DNA. La computazione con il DNA potrebbe portare a un'elaborazione più veloce e a dispositivi più piccoli, che un giorno potrebbero superare i sistemi basati sul silicio di oggi.

Informatica basata su DNA: Una rivoluzione biologica nel mondo tecnologico

L'informatica basata su DNA collabora a livello globale per trovare modi naturali di affrontare i problemi tecnologici. Nonostante ci siano sfide, come ampliare il processo e ottenere risultati affidabili, si tratta di un promettente settore di ricerca. Questa disciplina unisce biologia e tecnologia e potrebbe trasformare il nostro approccio alla computazione e all'archiviazione dei dati.

Lo studio è pubblicato qui:

http://dx.doi.org/10.1021/acscentsci.4c01557

e la sua citazione ufficiale - inclusi autori e rivista - è

Qian Zhang, Mingqiang Li, Yuqing Tang, Jinyan Zhang, Chenyun Sun, Yaya Hao, Jianing Cheng, Xiaodong Xie, Sisi Jia, Hui Lv, Fei Wang, Chunhai Fan. High-Speed Sequential DNA Computing Using a Solid-State DNA Origami Register. ACS Central Science, 2024; DOI: 10.1021/acscentsci.4c01557

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