DNA技术首次同时提供数据存储和计算功能

来自北卡罗来纳州立大学和约翰·霍普金斯大学的研究人员已经展示了一种能够使用DNA而不是传统电子设备进行一系列数据存储和计算功能的技术——重复存储、检索、计算、擦除或重写数据。以前的DNA数据存储和计算技术可以完成一些但不是全部的任务

这篇题为“原始DNA存储和计算引擎”的论文发表在《自然纳米技术》杂志上

“在传统计算技术中，我们理所当然地认为数据的存储方式和数据的处理方式是相互兼容的，”项目负责人、一篇关于这项工作的论文的合著者Albert Keung说。

但实际上，数据存储和数据处理是在计算机的不同部分完成的，现代计算机是一个复杂技术的网络。”Keung是北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程副教授，也是晚安杰出学者

“对于电子计算来说，设备的所有组件都是兼容的，这是这些技术具有吸引力的一个原因。但是，到目前为止，人们认为，虽然DNA数据存储可能对长期数据存储有用，但很难或不可能开发出一种涵盖传统电子设备中所有操作的DNA技术：存储和移动数据；读取、擦除、重写、重新加载或计算特定数据文件的能力；以及以可编程和可重复的方式完成所有这些事情。

”我们已经证明了这些基于DNA的技术是可行的，因为我们已经制造了一种技术。“

这项新技术是由最近的技术实现的，这些技术能够创造出具有独特形态的软聚合物材料。

“具体来说，我们创造了我们称之为树枝状胶体的聚合物结构——它们从微观尺度开始，但以分层的方式相互分支，形成纳米级纤维网络，”合著者、北卡罗来纳州立大学S.Frank和Doris Culberson化学和生物分子工程杰出教授Orlin Velev说。

“这种形态创造了一种具有高表面积的结构，使我们能够在纳米纤维之间沉积DNA，而不会牺牲使DNA对数据有吸引力的数据密度。”存储在第一位。“

”你可以将一千台笔记本电脑的数据放入与铅笔橡皮擦大小相同的基于DNA的存储器中，“Keung说。

”该论文的第一作者、北卡罗来纳州立大学的前博士生Kevin Lin说：“将DNA信息与其存储的纳米纤维区分开来的能力使我们能够执行许多与电子设备相同的功能。

“我们可以直接从材料表面复制DNA信息，而不会伤害DNA。”。我们还可以擦除目标DNA片段，然后重写到同一表面，就像删除和重写存储在硬盘上的信息一样。它本质上允许我们进行全方位的DNA数据存储和计算功能。此外，我们发现，当我们将DNA沉积在树枝状胶体材料上时，这种材料有助于保护DNA。“

”你可以说Keung的团队提供了相当于微电路的东西，我的团队创造的树枝状胶体材料提供了电路板，“Velev说。