Baanbrekende DNA-technologie combineert dataopslag en -verwerking in één systeem

AmsterdamOnderzoekers van de North Carolina State University en de Johns Hopkins University hebben een innovatieve technologie op basis van DNA ontwikkeld die data kan opslaan, terughalen, verwerken, wissen en herschrijven. Deze technologie vormt een aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van eerdere DNA-opslagsystemen die slechts enkele van deze functies konden vervullen.

Hoogtepunten van deze doorbraak zijn onder andere:

• In staat om een breed scala aan dataverwerkingen uit te voeren, waaronder opslaan, verplaatsen, lezen, wissen en herschrijven van gegevens
• Gebruik van zachte polymeermaterialen, dendricolloïden genaamd, om een groot oppervlak voor DNA-afzetting te creëren
• Mogelijkheid om enorme hoeveelheden gegevens veilig op te slaan gedurende duizenden jaren

Onderzoekers hebben dendricolloïden ontwikkeld, complexe structuren die beginnen op microschaal en vertakken in fijne vezels. Deze vezels hebben een groot oppervlak, wat het mogelijk maakt om DNA op te slaan zonder verlies van gegevenscapaciteit. Hierdoor kan een enorme hoeveelheid data in een zeer kleine ruimte worden opgeslagen.

Deze technologie kan DNA-informatie van een oppervlak kopiëren zonder het DNA te beschadigen. Bovendien kan het specifieke DNA-segmenten nauwkeurig verwijderen en herschrijven. Dankzij deze functies worden DNA-gebaseerde systemen meer vergelijkbaar met traditionele elektronische apparaten, terwijl ze de voordelen behouden van DNA-opslag, zoals duurzaamheid en compactheid.

Lees ook:

Vandaag · 12:21

Verborgen dieptegeheimen: Arima-bronwater en aardbevingsrisico

Onderzoekers hebben nu deze technologie ingebouwd in kleine kanalen die de stroom van DNA en andere chemicaliën regelen. Dit zorgt voor een soepele gegevensoverdracht en start rekentaken efficiënt. Ze hebben ook algoritmen ontwikkeld om data om te zetten in DNA-sequenties en terug, waardoor mogelijke fouten worden verminderd.

Vroege toepassingen van deze technologie zijn onder andere het oplossen van eenvoudige sudoku- en schaakproblemen. Deze voorbeelden tonen aan dat DNA-gebaseerde computing in staat is om complexe taken aan te pakken. Bovendien blijkt uit tests dat DNA-gegevens onder normale omstandigheden duizenden jaren opgeslagen kunnen worden zonder kwaliteit te verliezen.

Deze technologie heeft veel potentie. Ze kan voorzien in de toenemende behoefte aan datacenters en bijdragen aan verdere doorbraken in de moleculaire computertechnologie. De onderzoekers hebben een prototype ontwikkeld dat vergelijkbaar werkt met vroege elektronische computers zoals de ENIAC. Ze hopen hiermee verdere innovaties in het veld aan te moedigen.

Dit onderzoek, gefinancierd door de National Science Foundation, boekt aanzienlijke vooruitgang in de ontwikkeling van bruikbare DNA-gebaseerde datasystemen. Deze technologie kan commercieel worden ingezet en opgeschaald, wat de manier waarop data wordt opgeslagen en verwerkt, drastisch kan veranderen. Het biedt nieuwe mogelijkheden voor sectoren zoals IT en biotechnologie.