我们的基因组不仅存储遗传信息 - 基因组成的代码甚至可以统计，正如研究人员所证明的那样。两条DNA链代表需要倍增的数字。通过将链与适当的结果链组合，DNA计算器吐出正确的乘法解决方案 - 即使是真实的，可读的显微镜数字。科学家们报告说，这种方法也可以减法。
遗传分子DNA的特征在于其特殊的代码：根据腺嘌呤，胸腺嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶四个碱基的序列，DNA链可以存储各种信息。因为这些基础仅连接到它们各自的对应物，所以这可以用于逻辑操作。
研究人员已经使用这些生物分子的解决方案来解决经典的“旅行推销员”问题：多个城市之间最有效的路线。最大的优势：因为在一滴中有数百万个DNA链的空间，这样的“DNA计算器”可以同时执行许多并行操作。来自奥胡斯大学的Kurt Gothelf及其同事现在证明DNA不仅可以以逻辑门的形式进行操作，还有借助所谓的查找表的发票。这些列出了大量可能的结果，计算机在计算时从该库中选择正确的解决方案。
具有数字输出的生物计算
为了解决算术问题，DNA计算机首先接收两个以两条DNA链形式相乘的值。“这两条链中的每一条代表一个数字，”研究人员解释说。一部分股线由一个与所有其他股线兼容的代码组成，而另一个代码特定于所需的数字。“当这些链现在与结果库混合时，它们组合成一式三份的组合，”Gothelf和他的同事报告说：两个数字序列结合到溶液链，其中包含这些代码的对应物。“这可以与逻辑AND门进行比较，因为必须有两条工作线来选择正确的解决方案，”研究人员说。除了输出数字的两个序列之外，解决方案链还带有代表解决方案的代码部分。这是最重要的一步 - 选择了计算任务的结果。在实验中，研究人员进行了15次不同的乘法，起始数在1到5之间，结果在1到15之间。
但是，如果您无法阅读它，那么最好的数学解决方案几乎不会使用。为了以不需要额外DNA测序的方式解决这个问题，科学家开发了一种复杂的输出系统。在此，任务串和溶液链的复合物与其他荧光生物分子结合。反过来，这些设计使得它们在数字微显示器中汇集成显微镜可读的数字。“通过稍微改变芯片设计，输出甚至可以是肉眼可见的形式，”Gothelf和他的同事报告说。在她的实验中，解决方案编号在棕色背景上显示为米色数字。
DNA计算器仍然不是很快：对于任务，它必须“孵化”两个小时。然而，研究人员在未来的DNA计算器中看到了相当实际的好处。例如，他可以通过结合患有疾病特异性溶液链的患者的核酸片段来帮助识别疾病。“该系统可能成为未来更强大的诊断和传感器技术数据处理系统的关键组件，”Gothelf及其同事说。
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