МОСКВА, 11 декабря. /ТАСС/. Китайские химики разработали набор из множества одиночных цепочек ДНК, которые можно использовать в качестве перезаписываемой оперативной памяти для ДНК-компьютеров, проводящих вычисления при помощи цепочек нуклеотидов. Описание устройства и результаты первых опытов с ним опубликованы в статье в научном журнале ACS Central Science.
«Наша разработка прокладывает дорогу для создания сложно устроенных и быстродействующих ДНК-компьютеров. Концепция “жидкого компьютера”, построенного на базе ДНК-молекул, обладает множеством уникальных сценариев применения и несет огромный потенциал для разработки систем, которые позволят нам хранить в цифровом виде и обрабатывать гигантские массивы данных», — заявил доцент Шанхайского университета Цзяотун (Китай) Ван Фэй, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Разработанное Ваном Фэем и его коллегами запоминающее устройство построено на базе так называемого «ДНК-оригами». Так химики и физики называют набор методик, позволяющих использовать одиночные нити ДНК для сборки различных сложных трехмерных конструкций, способных двигаться, взаимодействовать с объектами окружающей среды и решать разные практические задачи.
Одно из главных применений для «ДНК-оригами» — разработка вычислительных приборов, в которых роль логических элементов играют не полупроводниковые транзисторы, а их аналоги на базе сложно сплетенных молекул ДНК. Подобные системы позволяют сложным образом «программировать» поведение живых клеток и нанороботов, однако их применение пока ограничено тем, что у этих вычислительных приборов отсутствует оперативная память.
Для решения этой проблемы ученые создали «перезаписываемую» ДНК-память, которая представляет собой набор из двух сотен коротких цепочек нуклеотидов, присоединенных к специальной подложке из органических молекул и стекла. Каждая из них устроена таким образом, что с этими цепочками могут соединяться свободно плавающие в воде вычислительные блоки ДНК-компьютера, считывать их и менять их состояние с 0 на 1 и наоборот.
Как показали проведенные китайскими химиками опыты, использование этой системы позволяет в почти полностью автоматическом режиме проводить многоэтапные вычисления, записывать их промежуточные результаты и затем использовать их в последующей работе ДНК-компьютера. Это многократно ускорило работу подобных вычислительных устройств, а также сделало их пригодными для использования в качестве систем сверхплотного хранения и обработки очень больших массивов данных, подытожили ученые.
