Banbrytande DNA-teknik banar väg för integrerad datalagring och beräkning enligt ny studie

StockholmForskare vid North Carolina State University och Johns Hopkins University har utvecklat en ny DNA-baserad teknik som kan lagra, hämta, bearbeta, radera och skriva om data. Denna teknik är ett stort framsteg jämfört med äldre DNA-datalagringssystem som bara kunde utföra några av dessa uppgifter.

Höjdpunkterna med detta genombrott innefattar:

• Förmåga att utföra en komplett uppsättning dataoperationer, inklusive lagring, flyttning, läsning, radering och omskrivning av data
• Användning av mjuka polymermaterial, kallade dendrikolloider, för att skapa en hög yta för DNA-deponering
• Möjlighet att säkert lagra enorma mängder data under tusentals år

Forskarna har skapat dendricolloider, vilket är komplexa strukturer som börjar på mikroskalan och förgrenar sig till små fibrer. Dessa fibrer har en stor yta, vilket gör det möjligt att lagra DNA utan att förlora dess datakapacitet. Detta gör det möjligt att lagra enorma mängder data på mycket liten yta.

Denna teknik kan kopiera DNA-information från en yta utan att skada DNA:t. Den kan också exakt radera och skriva om specifika DNA-sektioner. Dessa förmågor gör DNA-baserade system mer lik traditionella elektroniska enheter, men bibehåller fördelarna med DNA-lagring, som att vara långvariga och kompakta.

Läs också:

Idag · 01:15

Globala skördar ökar stadigt och motbevisar farhågor om stagnerande jordbruksutveckling

Forskare har nu integrerat denna teknik i små kanaler som styr flödet av DNA och andra kemikalier. Detta möjliggör smidig datatransport och påbörjar beräkningsuppgifter effektivt. De har också utvecklat algoritmer för att omvandla data till DNA-sekvenser och tillbaka, vilket minskar risken för potentiella fel.

Tidiga tillämpningar av denna teknik omfattar lösning av enkla sudoku- och schackproblem. Dessa exempel visar att DNA-baserad databehandling kan hantera komplexa uppgifter. Tester visar också att DNA-data kan lagras i tusentals år under typiska förhållanden utan att förlora kvalitet.

Denna teknologi har stor potential och skulle kunna lösa det ökande behovet av datalagring, vilket kan leda till fler framsteg inom molekylär databehandling. Forskarna har visat upp en prototyp som fungerar på liknande sätt som tidiga elektroniska datorer som ENIAC. De hoppas att detta kommer att inspirera till fler innovationer inom området.

Denna forskning, som finansieras av National Science Foundation, gör betydande framsteg i utvecklingen av användbara DNA-baserade datasystem. Denna teknik kan kommersialiseras och skalas upp, vilket kan förändra sättet vi lagrar och bearbetar data på. Detta erbjuder nya möjligheter för industrier som IT och bioteknik.