摘要：研究人员已经证明了一套能够使用DNA而不是常规电子设备的技术（反复存储，检索，计算，擦除或重写数据）的技术。以前的DNA数据存储和计算技术可以完成一些但不是全部这些任务。...
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证明了一套能够使用DNA而不是传统电子设备的技术，该技术能够使用一系列数据存储和计算功能 - 反复存储，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这些任务。
项目负责人Albert Keung说：“在传统的计算技术中，我们认为数据存储数据的方式和数据的处理方式彼此兼容。” “但实际上，数据存储和数据处理是在计算机的不同部分中完成的，现代计算机是复杂技术的网络。” Keung是化学和生物分子工程的副教授，也是NC State的晚安杰出学者。
Keung说：“ DNA计算一直在应对如何以核酸的形式存储时如何存储，检索和计算的挑战。” "For electronic computing, the fact that all of a device's components are compatible is one reason those technologies are attractive. But, to date, it's been thought that while DNA data storage may be useful for long-term data storage, it would be difficult or impossible to develop a DNA technology that encompassed the full range of operations found in traditional electronic devices: storing and moving data; the ability to read, erase, rewrite, reload or compute specific data files; and doing all这些事情以可编程和可重复的方式。
“我们已经证明了这些基于DNA的技术是可行，因为我们做了一个。”
最近的技术使新技术成为可能，这些技术能够创建具有独特形态的软聚合物材料。
“具体来说，我们创建了称为Dendricolloids的聚合物结构 - 它们始于微观，但以分层的方式彼此分支，以创建纳米级纤维网络，” S。Frank和Doris Culberson Culberson杰出的化学和生物胶质型官员Orlin Velev说。 “这种形态创建了一个具有高表面积的结构，这使我们能够在纳米纤维中沉积DNA，而无需牺牲数据密度，这使DNA首先使DNA吸引了数据存储。”
Keung说：“您可以将一千个笔记本电脑的数据价值放入与铅笔橡皮擦相同的基于DNA的存储中。”
该论文的第一作者和以前的博士学位作者凯文·林说：“将DNA信息与纳米纤维区分开的能力使我们能够执行与电子设备相同的功能。”北卡罗来纳州的学生。 “我们可以直接从材料的表面复制DNA信息而不会损害DNA。我们还可以擦除目标的DNA碎片，然后重写到同一表面，例如删除和重写在硬盘驱动器上的删除和重写信息。从本质上讲，它可以使DNA数据存储和计算功能进行全部范围。此外，我们发现DNA在dna上保存在树状上，可以将presive prodever pros prodever prodever prodever prodever prodever prodever prodever prodever prodever prodever prodever prodections propsive prodipolotoid组成。
Velev说：“您可以说，Keung的团队提供了相当于微电路的等同，而我的团队创建的Dendricolloidal材料则提供了巡回板。” "Our NC State collaborator Adriana San Miguel helped us incorporate the materials into microfluidic channels that direct the flow of nucleic acids and reagents, allowing us to move data and initiate computing commands. Winston Timp's lab at Johns Hopkins contributed their expertise on nanopore sequencing, which helps us directly read the data in RNA after copying it from DNA on the material's surface. And James Tuck's lab -- also在NC State的这里 - 开发了算法，使我们能够在控制潜在误差的同时将数据转换为核酸序列，反之亦然。”
研究人员表明，新的数据存储和计算技术（他们称为“原始DNA商店和计算引擎”）能够解决简单的Sudoku和国际象棋问题。测试表明，它可以在不降低信息存储DNA的情况下安全地存储数千年的数据数千年。
Velev说：“更重要的是，树突固定宿主材料本身相对便宜且易于制造。”
Keung说：“分子数据存储和计算令人兴奋，但关于该领域的实际性有很大的疑问。” “我们回顾了计算的历史以及ENIAC的创建如何启发了该领域。我们想开发一些可以激发分子计算领域的东西。我们希望我们在这里所做的事情是朝这个方向迈出的一步。”
该论文是“原始DNA商店和计算引擎”，将于8月22日在《期刊》上发表自然纳米技术。该报纸由凯文·沃尔克尔（Kevin Volkel）和安德鲁·克拉克（Andrew Clark）合着，前博士学位。北卡罗来纳州的学生； Cyrus Cao和Rachel Polak博士北卡罗来纳州的学生；北卡罗来纳州化学与生物分子工程副教授Adriana San Miguel；纽约州立大学电气和计算机工程教授詹姆斯·塔克（James Tuck）；约翰·霍普金斯大学生物医学工程副教授温斯顿·蒂普（Winston Timp）；约翰·霍普金斯（Johns Hopkins）的博士后研究员保罗·胡克（Paul Hook）。
这项工作是在2027655和1901324赠款的国家科学基金会的支持下完成的。
Keung和Tuck是DNALI数据技术的联合创始人，因此具有转化和商业化基于DNA的信息系统的潜在兴趣。 Keung，Volkel，Tuck和Lin是专利申请的发明者WO 2020/096679，已获得DNALI DATA DATA TECHNOGIES的许可，并从中得出了其中一些工作。
