摘要：DNA存储生命的说明，并与酶和其他分子一起计算从头发颜色到患病风险的所有内容。利用能力和巨大的存储容量可能会导致基于DNA的计算机，这些计算机比今天的基于硅的版本更快，更小。作为朝着该目标的一步，研究人员报告了一种快速，顺序的DNA计算方法，该方法也可以重写，就像当前的计算机一样。...

DNA存储生命的说明，并与酶和其他分子一起计算从头发颜色到患病风险的所有内容。利用能力和巨大的存储容量可能会导致基于DNA的计算机，这些计算机比今天的基于硅的版本更快，更小。作为朝着这一目标的一步，研究人员报告了ACS中央科学就像当前计算机一样，一种快速的，顺序的DNA计算方法也可以重写。

该研究的共同作者Fei Wang说：“作为液体计算范式的DNA计算具有独特的应用程序场景，并为DNA中存储的数字文件的大量数据存储和处理提供了潜力。”

在活生物体中，DNA表达依次发生：将基因转录为RNA，将其转化为蛋白质。这个过程同时又一次地发生在许多基因上。如果研究人员可以在基于DNA的计算机中复制这种复杂，优雅的舞蹈，那么这些设备可能比当前基于硅的机器更强大。研究人员证明了针对非常重点的专业任务的顺序DNA计算。但是直到最近，在开发更通用和可编程的DNA设备方面还没有取得太大的进展，这些设备可以用于各种应用程序。

在先前的研究中，Chunhai Fan，Wang及其同事开发了可编程的DNA集成电路，其中许多逻辑门充当了电路运营的指示。这是它的工作方式：

• 数据（0或1）由一小段单链DNA表示，称为寡核苷酸，其中包含一系列碱基：腺嘌呤，胸腺胺，鸟嘌呤和胞嘧啶。 （在本质上，基因的碱基序列是一个基因的代码。）
• 例如，两个输入1（DNA链1和2）将与或逻辑栅极DNA分子相互作用。
• 然后在充满流体的管中，输入寡核苷酸与逻辑门DNA分子相互作用并产生输出寡核苷酸。
• 输出寡核苷酸与不同的单链DNA结合，该DNA被折叠成折纸状结构，称为计算机行Lingo中的寄存器。
• 寡核苷酸通过审查其碱基序列，释放并在包含下一个门的小瓶中使用，依此类推。

这个过程花了几个小时，有人必须手动将寡核苷酸从一个门转移到另一个小瓶以进行下一个计算操作。因此，团队与Hui LV和Sisi Jia一起想加快速度。

为了使反应过程更加有效和紧凑，团队首先将DNA折纸寄存器放在实心玻璃2D表面上。输出寡核苷酸从特定的逻辑门中漂浮在液体中，然后连接到玻璃安装的寄存器上。在读取输出寡核苷酸并确定逻辑门指令后，它已分离，它可以重置寄存器，以便可以重写，从而避免需要移动或更换寄存器。研究人员还设计了一个放大器，该放大器可以增强输出信号，以便所有的零件 - 门，寡核苷酸和寄存器 - 都可以更轻松地找到彼此。在概念验证实验中，所有DNA计算反应都在90分钟内在单个管中进行。

Wang说：“这项研究为开发高速开发大规模DNA计算电路铺平了道路，并为DNA分子算法的视觉调试和自动执行奠定了基础。”