«ДНК-вычисления столкнулись с проблемой хранения, извлечения и вычисления, когда данные хранятся в форме нуклеиновых кислот», — говорит Кеунг. «Для электронных вычислений тот факт, что все компоненты устройства совместимы, является одной из причин привлекательности этих технологий. Но до сих пор считалось, что, хотя хранение данных ДНК может быть полезным для долгосрочного хранения данных, было бы сложно или невозможно разработать ДНК-технологию, которая охватывала бы весь спектр операций, имеющихся в традиционных электронных устройствах: хранение и перемещение данных; возможность читать, стирать, перезаписывать, перезагружать или вычислять определенные файлы данных; и делать все это программируемыми и повторяемыми способами.
«В частности, мы создали полимерные структуры, которые мы называем дендриколлоидами — они начинаются на микроуровне, но ответвляются друг от друга иерархическим образом, создавая сеть нановолокон » , — говорит Орлин Велев, соавтор и заслуженный профессор химической и биомолекулярной инженерии имени С. Фрэнка и Дорис Калберсон в Университете штата Северная Каролина. «Эта морфология создает структуру с большой площадью поверхности, что позволяет нам размещать ДНК среди нанофибрилл, не жертвуя плотностью данных, что делает ДНК привлекательной для хранения данных в первую очередь».
«Можно сказать, что команда Кёнга предоставляет эквивалент микросхем, а дендриколлоидный материал, который создает моя команда, обеспечивает печатную плату», — говорит Велев. «Наша сотрудница из NC State Адриана Сан Мигель помогла нам включить материалы в микрофлюидные каналы, которые направляют поток нуклеиновых кислот и реагентов, позволяя нам перемещать данные и инициировать вычислительные команды. Лаборатория Уинстона Тимпа в Университете Джонса Хопкинса поделилась своим опытом в области нанопорового секвенирования, что помогает нам напрямую считывать данные в РНК после копирования их с ДНК на поверхности материала. А лаборатория Джеймса Така — также здесь, в NC State — разработала алгоритмы, которые позволяют нам преобразовывать данные в последовательности нуклеиновых кислот и наоборот, контролируя потенциальные ошибки».
«Много ажиотажа вокруг молекулярного хранения данных и вычислений, но есть существенные вопросы о том, насколько практичной может быть эта область», — говорит Кёнг. «Мы оглянулись на историю вычислений и на то, как создание ENIAC вдохновило эту область. Мы хотели разработать что-то, что вдохновило бы область молекулярных вычислений. И мы надеемся, что то, что мы сделали здесь, является шагом в этом направлении».