ارائه روشی برای محاسبات مبتنی بر DNA

پژوهشگران دانشگاه نیویورک روشی ارائه کردند که می‌توان با آن اطلاعات را درون
رشته‌های دی‌ان‌ای ذخیره کرد. با این کار، نانومحاسبات یعنی علم محاسبه در مقیاس
مولکولی، ساده‌تر می‌شود.

در مقاله‌ای تحت عنوان Stored Clocked Programs Inside DNA: A Simplifying
Framework for Nanocomputing (Morgan and Claypool)، محققان نشان دادند که چگونه
می‌توان میلیون‌ها برنامه مبتنی بر دی‌ان‌ای ایجاد کرد.

انگیزه آنها برای این کار آن است که با استفاده از دی‌ان‌ای، بتوان اطلاعات را درون
حافظه‌ای ذخیره کرد. پیش از ظهور کامپیوترها، ماشین حساب‌های مکانیکی وجود داشت که
افراد کدهایی را روی آنها سوراخ می‌کردند که در نهایت تبدیل به اطلاعات می‌شد. با
سریع‌تر شدن ماشین حساب‌ها، سازندگان دریافتند که چیزی که باید بهبود یابد سرعت
سوراخ کردن است نه نرخ محاسبه. برای نیل به این هدف، ابتدا کامپیوترهایی طراحی شدند
که حاوی برنامه‌ای بودند که این برنامه آنها را قادر می‌ساخت تا عمل سوراخ کردن را
درون خود انجام دهند. به‌محض این که این دستورالعمل ذخیره شد، باقی محاسبات با سرعت
خود ماشین حساب قابل انجام بود.

این پروژه “برنامه زمانبندی ذخیره شده درون دی‌ان‌ای” مشابه همین راهبرد را برای
دی‌ان‌ای انجام می‌دهد. در کامپیوترهای معمولی اطلاعات به‌صورت صفر و یک ذخیره
می‌شود در حالی که در دی‌ان‌ای، که واحد سازنده حیات است، اطلاعات درون مولکول‌های
باز موجود در این رشته یعنی A، T،C و G ذخیره می‌شود. اگر باز A در یک رشته در
مقابل باز T در رشته مقابل قرار گیرد، این دو رشته دی‌ان‌ای می‌توانند به‌هم متصل
شوند. همین وضعیت برای بازهای C و G نیز صادق است. اگر رشته ۱ و رشته ۲ در چند باز
با هم متناسب باشند اما در چند باز دیگر با هم اختلاف داشته باشند، آنگاه در صورت
وجود رشته ۳ که تعداد بازهای متناسب بیشتری نسبت به رشته ۱ داشته باشند، رشته ۳
می‌تواند رشته ۲ را کنار زده و با رشته ۱ جفت شود. این پدیده موجب شده تا دانشمندان
از دی‌ان‌ای روبات بسازند.

در این پروژه محققان روشی ارائه کرده‌اند که با آن می‌توان دستورات لازم برای
دی‌ان‌ای را درون یک محلول شیمیایی ذخیره کرد. زمانی که رشته‌های دی‌ان‌ای مورد
نیاز وارد این محلول شدند، دستور مورد نظر صادر می‌شود. با این دستور رشته‌ها به‌هم
متصل شده و فرآیندی دیگر کلید می‌خورد.