notizie sull'azienda Ricercatori irlandesi utilizzano computer molecolare con origami di DNA

Tre ricercatori dell'Istituto Hamilton dell'Irlanda hanno ideato un computer molecolare, che sfrutta i fili di DNA interagenti sospesi in acqua, in grado di moltiplicare, dividere e sommare.

Il team, composto dal professor Damien Woods, dal professor assistente Dr. Abeer Eshra e dal dottor Tristan Stérin, ha pubblicato i risultati in un articolo sulla rivista Nature.Essi affermano che questa ricerca apre nuove strade per la conservazione dei dati a lungo termine, l'informatica ad alta efficienza energetica e, infine, i sistemi molecolari che operano all'interno delle cellule per casi d'uso, tra cui il rilevamento delle malattie.

Ricercatori di Maynooth

Il concetto appare sorprendentemente semplice in prospettiva ma molto complesso in attuazione.I ricercatori hanno inserito una goccia di acqua salata in un provettaio insieme a brevi frammenti di DNA e un'impalcatura più lungaIl riscaldamento e il raffreddamento della miscela spingono il DNA a effettuare calcoli.Un' innovazione fondamentale è che il sistema trova naturalmente la risposta senza continui apporti di energia.

Chiamato Scaffolded DNA Computer (SDC), utilizza lunghi filamenti di DNA come spina dorsale. Centinaia di filamenti più corti si attaccano a siti di legame predisposti per codificare i bit.Questi legami possono essere modificati per modificare i dati come input per i programmi molecolariLe interazioni del DNA si comportano in modo prevedibile, simile ai mattoni Lego o all'origami del DNA, e lo stesso hardware bagnato può eseguire programmi molecolari distinti.

Il raffreddamento spinge il sistema verso uno stato di equilibrio termodinamicamente stabile che codifica le uscite dell'algoritmo.I ricercatori notano che questo elimina i sottosistemi separati di correzione degli errori, poiché il sistema si stabilisce naturalmente nello stato di uscita di destinazione.

Il team ha eseguito dieci programmi, tra cui:
--- Moltiplicazione per 3,
---divisione per 2,
-- rilevamento di parità a 8 bit,
--- somma di numeri a 25 bit una computazione a 100 bit.

Secondo gli standard del silicio, il calcolo rimane lento, anche se stabilisce nuovi parametri di velocità all'interno del calcolo del DNA.Un esperimento che ha sommato numeri che vanno da circa 11 a 34 milioni ha richiesto fino a 14 ore per ottenere i risultatiI ricercatori riferiscono che la SDC può completare calcoli non banali in 30 secondi a un minuto.che corrispondono ai limiti di velocità delle loro apparecchiature di laboratorio e rappresentano i programmi più veloci documentati nella letteratura di calcolo del DNA.

Il dottor Eshra ha detto: "La reazione avviene rapidamente nella provetta, ma non così veloce come il silicio, né è destinato ad essere.

Il dispositivo è anche descritto come robusto e riutilizzabile, completando fino a 25 calcoli distinti sequenziali.

La complessità di questo lavoro è visibile nei diagrammi presenti nel loro documento Nature;

Vedere il diagramma completo aiuta a illustrare la sua portata.

I ricercatori scrivono nel loro articolo su Nature: “I principi di calcolo termodinamici potrebbero consentire uno stoccaggio robusto dei dati del DNA.L'accesso lento ai dati e la complessità del sistema rendono impraticabile lo stoccaggio diffuso del DNALe affermazioni secondo cui il silicio, anche con un consumo costante di energia, è minacciato da questa ricerca finanziata con fondi pubblici sono chiaramente esagerate.L'elaborazione del DNA molecolare potrebbe rivelarsi utile per riprogrammare le cellule umane, una prospettiva eccitante.

Il professor Woods ha osservato: "Questa è la scienza dei cieli blu.

Tristan Stérin ha raccontato dettagliatamente la ricerca e le sue origini.

Nota di partenza
Questa ricerca sul computer del DNA riceve finanziamenti dell'UE nell'ambito del progetto DISCO, Infrastrutture per l'archiviazione e il calcolo basate sul DNA.L'iniziativa esplora le tecnologie del DNA per nuovi metodi di calcolo e di memorizzazione dei datiIl progetto, finanziato attraverso la sfida Pathfinder del Consiglio europeo per l'innovazione sullo stoccaggio digitale di dati basati sul DNA, ha un finanziamento di circa 4 milioni di euro (4,6 milioni di dollari).Coordinato dal professor Woods e dal gruppo TAPDANCE della Maynooth University, i suoi partner includono Tilibit di Monaco specializzata in origami al DNA e PRGM.dev / Major Groove di Parigi.

TAPDANCE è il gruppo di ricerca sulla teoria e la pratica dei motori di calcolo del DNA all'interno dell'Istituto Hamilton e del Dipartimento di Informatica della Maynooth University, guidato dal professor Woods.

L'Università di Maynooth è una scuola costituente dell'Università Nazionale d'Irlanda con sede a Maynooth, nella contea di Kildare, in Irlanda, a circa 15 miglia a ovest di Dublino.

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