En trio forskare vid Emory University har hittat ett sätt att påskynda parallell bearbetning i en DNA-dator. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature Nanotechnology, Selma Piranej, Alisina Bazrafshan och Khalid Salaita beskriver hur de applicerade DNA som beläggning på glaspärlor och använde resultaten som en typ av DNA-dator.

En DNA-dator är en typ av molekylär dator som gör sitt arbete biokemiskt snarare än elektroniskt, vilket är fallet med traditionella datorer. DNA-datorer använder enzymer som reagerar på vissa sätt med DNA-strängar, vilket leder till kedjereaktioner. Forskning som involverar användningen av DNA-datorer, som kvantdatorer, har kretsat kring att utveckla maskiner som beräknar på sätt som inte är möjliga i traditionella system.

I denna nya ansträngning tog forskarna ett nytt tillvägagångssätt för att skapa en DNA-dator, och applicerade DNA som en beläggning på extremt små glaspärlor. I praktiken rullar glaspärlorna antingen över ytan av en bas av guld eller håller sig stadigt, beroende på hur DNA-beläggningen interagerar med molekyler som har fästs på chipets yta. I deras scenario representeras en "1" av en rulle, medan en "0" representeras av en orörlig pärla. För att läsa data skapade forskarna en smartphone-app som analyserar kamerabilder. Forskarna hävdar att deras DNA-dator kan ge resultat på bara 15 minuter.

För att datorerna skulle fungera som önskat inkluderade forskarna guide-DNA-molekyler i beläggningen. Strängarna konstruerades för att möjliggöra matchning av RNA-molekyler på chipets yta, vilket förhindrade en given pärla från att rulla. Men när ribonukleas H läggs till chipet tillåter interaktionerna med DNA-strängarna rullning på grund av brytning av DNA till RNA-komplexet. Forskarna noterar att deras enkla dator kunde utföra de booleska operationerna AND, OR, NOT och YES.

Forskarna lade sedan till vad de beskriver som ett låskomplex för att styra bearbetningen. De noterar att på grund av möjligheten att använda pärlor med olika former och storlekar, kan deras DNA-dator möjligen producera tusentals avläsningar parallellt. De föreslår att en tillämpning skulle vara att upptäcka virus i salivprover från människa. + Utforska vidare

Ta en ny titt på stokastisk avrundning för att förhindra stagnation i datorsystem

© 2022 Science X Network