Os cientistas criaram a base para futuros computadores de DNA que armazenam e processam dados simultaneamente

O registro de informações no DNA promete aumentar drasticamente a densidade dos arquivos digitais, e a capacidade dessas moléculas de reproduzir sequências de bases de nucleotídeos é comparável à edição e execução de código. Até recentemente, os cientistas conseguiram um ou outro, o que está longe do ideal – criar biocomputadores para armazenamento e processamento simultâneo de informações. Cientistas dos EUA afirmam ter uma solução.

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De acordo com pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte (NC) e da Universidade Johns Hopkins, eles criaram o antecessor literal de todos os computadores de DNA do futuro – um sistema que fornece uma gama completa de funções de computação usando cadeias de ácidos nucleicos, como armazenamento, ler, apagar, mover e sobrescrever dados e controlar essas funções, assim como faz um computador programável normal.

«Acreditava-se que, embora o armazenamento de dados em DNA pudesse ser útil para armazenamento de informações a longo prazo, seria difícil ou impossível desenvolver tecnologia de DNA que abrangesse toda a gama de operações inerentes aos dispositivos eletrônicos tradicionais, explicam os autores do trabalho. . “Demonstramos que essas tecnologias baseadas em DNA são viáveis ​​porque as criamos.”

O desenvolvimento é baseado na tecnologia de distribuição ordenada ou mesmo hierárquica do DNA, enquanto os cientistas geralmente trabalhavam com DNA flutuando livremente em soluções. Para fazer isso, os cientistas criaram uma estrutura “fibrosa” ramificada a partir de um polímero como o dendricoloide com diâmetro de 50 mícrons. O DNA parecia estar entrelaçado na estrutura em forma de árvore dos fios de polímero, o que tornava possível, por exemplo, simplificar o apagamento e a reescrita de seções específicas, semelhante a trabalhar com um disco rígido.

Ao mesmo tempo, a leitura não destruiu a informação (DNA), pois ela foi extraída da base reproduzindo as seções desejadas no RNA – função natural inerente ao mecanismo de duplicação que utiliza o DNA há bilhões de anos. Uma das descobertas mais importantes foi a forma como os cientistas encontraram para distinguir o DNA da base (das fibras nas quais essas moléculas são tecidas). Além disso, os cientistas mostraram que com esses dados (com bases de nucleotídeos) é possível realizar cálculos, como em um computador normal.

O envelhecimento artificial das amostras mostrou que a uma temperatura de 4 °C a informação pode ser preservada por até 6.000 anos, e quando congelada a -18 °C – até 2 milhões de anos. Em um centímetro cúbico, a base proposta – dendricoloide – poderá armazenar até 10 PB de dados. Esta é uma boa aplicação para expandir a capacidade de armazenamento a longo prazo de arquivos que podem sobreviver a mais de uma civilização na Terra.