Впервые создан не требующий сброса триггер из ДНК-оригами

В Корейском институте науки и передовых технологий (KAIST) разработали ДНК-биотранзистор и молекулярную логическую схему на его основе, способную как обрабатывать, так и хранить информацию. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Традиционные полупроводниковые технологии вплотную приблизились к масштабу 2 нанометра, который многие считают физическим пределом для кремниевых устройств. В связи с этим исследователи все активнее ищут альтернативные вычислительные подходы. Один из самых многообещающих кандидатов — ДНК с ее поистине уникальными свойствами.

Благодаря принципу комплементарного спаривания оснований ДНК можно точно запрограммировать на реакцию на определенные сигналы. Более того, расстояние между соседними основаниями составляет всего 0,34 нанометра, что делает ДНК очень привлекательным материалом для сверхплотной обработки данных.

Вместе с тем, у обычных ДНК-схем есть серьезный недостаток: они «одноразовые». Срабатывание ДНК-вентиля — процесс необратимый, к дальнейшей работе он непригоден.

Из шаблонов ДНК-оригами исследователи сконструировали такие молекулы ДНК, которые меняют свою конфигурацию связывания в ответ на входные сигналы и сохраняют ее неизменной вплоть до получения следующих данных. Иными словами, ученые создали схему, не требующую сброса.

Значимость изобретения в том, что впервые на отдельные молекулы ДНК возложили роль транзисторов — и они с нею отлично справляются. Таким образом, сделан важный шаг к программируемым молекулярным системам обработки и хранения данных — то есть ДНК-компьютерам.