美国科学家近期在分子计算领域取得了重要突破,北卡罗来纳州立大学和约翰·霍普金斯大学的研究团队成功建造了一台能够执行现实世界计算的DNA计算机。这一创新可能为将来在活细胞内操作计算机网络铺平道路。
DNA计算机利用DNA分子的特性来进行计算,与传统的电子计算机不同,后者使用二进制代码(0和1),而DNA计算机则依赖于四种核苷酸(A、T、C、G)作为数据单元。这种计算方式的优势在于其能够同时进行大量运算,充分发挥分子之间的潜在相互作用。
最新研发的DNA计算机已成功解决数独和国际象棋等复杂问题,展示了其在处理更复杂计算任务方面的潜力。
尽管目前的DNA计算机是在生物体外部合成的,但将其整合到活细胞中的设想却引发了广泛关注。理论上,这种结合可能催生能够执行复杂处理任务的生物系统,从而对合成生物学、医学和生物技术等领域产生深远影响。
“活的区块链”概念在这一背景下变得尤为引人注目。在细胞环境中,区块链可以作为细胞节点,执行身份验证并记录生物过程。这种方式将为监测和维护细胞功能提供新的手段,确保组织和器官的健康。
尽管这一设想充满吸引力,但实现起来面临诸多挑战。将DNA计算系统集成到活细胞中必须解决稳定性、控制和干扰自然生物过程等复杂问题。此外,技术的实际应用仍处于研究阶段,需要在分子计算和基因工程领域取得重大进展。