世界上第一台可重新编程的DNA计算机就在这里

世界上第一台可重新编程的DNA计算机就在这里

这一非凡的突破可以改写生物计算的规则。

生物计算机也称仿生计算机,主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子,并以此作为生物芯片来替代半导体硅片,利用有机化合物存储数据。

信息以波的形式传播,当波沿着蛋白质分子链传播时,会引起蛋白质分子链中单键、双键结构顺序的变化。

运算速度要比当今最新一代计算机快10万倍,它具有很强的抗电磁干扰能力,并能彻底消除电路间的干扰。而能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一,且具有巨大的存储能力。

生物计算机具有生物体的一些特点,如能发挥生物本身的调节机能,自动修复芯片上发生的故障,还能模仿人脑的机制等。

但生物计算机的一个明显的限制是任何编程到DNA中的代码都不能被重写。加州大学戴维斯分校(UCDavis)的计算机科学家大卫•多蒂(DavidDoty)告诉《连线》(Wired)说,使用DNA计算机“就像必须用新硬件建造一台新计算机来运行一个新软件。”

现在,Doty和他的团队已经制造了第一台基于DNA的计算机,它可以像其他任何计算机一样被编写和重写,这是一个潜在的革命性的飞跃,可能会导致下一代生物计算变革。

在星期三发表在《自然》杂志上的研究中,加州大学戴维斯分校、加州理工学院和哈佛大学的Doty和其他科学家描述了一种基于DNA的计算机,它有355种不同的DNA“瓷砖”,可以与传统计算机中的电路进行比较。

与只能运行一个程序的现有DNA电路相比,研究小组设法使他们的计算机运行21个不同的程序,这些程序可以做一些简单的事情,如计数、从列表中选择选项以及识别回文。

这一切都是早期的工作——Wired将这项研究描述为产生“美丽的,尽管无用的结果”——但它可以为新一代灵活的,可编程的生物计算机奠定基础。

传统计算机仍然比基于DNA的系统具有主要优势,部分原因在于它们拥有多少先机。你的笔记本电脑背后有几十年的发展,因此编写新程序的人们也不需要学习材料科学,电路以及导致第一台计算机的所有其他各种学科。


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