DNA-computer, der bruger glasperler, øger parallel processorkraft
Skematisk over DMOL'er, der detekterer tilstedeværelsen af et kemisk input. Kredit:Nature Nanotechnology (2022). DOI:10.1038/s41565-022-01080-w
En trio af forskere ved Emory University har fundet en måde at fremskynde parallel behandling i en DNA-computer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature Nanotechnology, Selma Piranej, Alisina Bazrafshan og Khalid Salaita beskriver, hvordan de påførte DNA som belægning på glasperler og brugte resultaterne som en type DNA-computer.
En DNA-computer er en type molekylær computer, der udfører sit arbejde biokemisk frem for elektronisk, som det er tilfældet med traditionelle computere. DNA-computere bruger enzymer, der reagerer på bestemte måder med DNA-strenge, hvilket fører til kædereaktioner. Forskning, der involverer brugen af DNA-computere, ligesom kvantecomputere, har drejet sig om at udvikle maskiner, der beregner på måder, der ikke er mulige på traditionelle systemer.
I denne nye indsats tog forskerne en ny tilgang til at skabe en DNA-computer ved at anvende DNA som en belægning på ekstremt små glasperler. I praksis ruller glasperlerne enten hen over overfladen af en bund af guld eller holder sig stabilt, afhængigt af hvordan DNA-belægningen interagerer med molekyler, der er blevet fastgjort til overfladen af chippen. I deres scenarie er et "1" repræsenteret af en rulle, mens et "0" er repræsenteret af en ubevægelig perle. For at læse dataene skabte forskerne en smartphone-app, der analyserer kamerabilleder. Forskerne hævder, at deres DNA-computer kan give resultater på kun 15 minutter.
For at computerne skulle fungere som ønsket, inkluderede forskerne guide-DNA-molekyler i belægningen. Strengene blev konstrueret til at tillade matchende RNA-molekyler på overfladen af chippen, hvilket forhindrede en given perle i at rulle. Men når Ribonuclease H føjes til chippen, tillader interaktionerne med DNA-strengene at rulle på grund af brud af DNA til RNA-komplekset. Forskerne bemærker, at deres simple computer var i stand til at udføre de boolske operationer OG, ELLER, IKKE og JA.
Forskerne tilføjede derefter, hvad de beskriver som et låsekompleks for at kontrollere behandlingen. De bemærker, at på grund af muligheden for at bruge perler med forskellige former og størrelser, kunne deres DNA-computer tænkes at udsende tusindvis af udlæsninger parallelt. De foreslår, at en anvendelse ville være at påvise vira i spytprøver fra mennesker. + Udforsk yderligere
Et nyt kig på stokastisk afrunding for at forhindre stagnation i computersystemer
© 2022 Science X Network
Varme artikler
-
Ultraviolet til at producere ultratynd i ny finansieringForskere ved University of Liverpool undersøger brugen af ultraviolet lys til at skabe tynde film, der kan bruges på solpaneler, og at holde mad og medicinske instrumenter sterile. Finansiering fra -
Forskere skaber helelektrisk spintronik(Venstre) Scanningselektronmikrofotografi af kvantepunktkontakten illustrerer skematisk upolariserede (spin op og spin ned) elektroner, der falder ind til venstre, og kommer ud af enheden spin-polaris -
En simuleringsbooster til nanoelektronikSelvopvarmning i en såkaldt Fin field-effect transistor (FinFET) ved høje strømtætheder. Hvert siliciumatom er farvet i henhold til dets temperatur. Kredit:Jean Favre, CSCS To forskergrupper fra E -
Forskerhold rapporterer om ny tilgang til simulering af varmeoverførsel i nanoskalaEt forskerhold ledet af Joe Feser i Department of Mechanical Engineering ved University of Delaware har udviklet en ny tilgang til at simulere nanoskala varmeoverførsel i materialer. Termoelektris
- Miljøskade bag 1 ud af 4 globale dødsfald, sygdom:FN
- Perus rigelige ruiner føler presset af urbanisering
- Droner, ride-delere kunne slå sig sammen om levering af pakke
- Hvad er Alger Blooms?
- Højeffektiv pulskompression etableret på solitoner i ikke-lineære Kerr-resonatorer
- Børnebøger skal være mangfoldige, eller børn vil vokse op med at tro, at hvid er overlegen