（Yuichiro Chino/Moment/Getty Images）
数十亿年来，生命一直利用长分子脱氧核糖核酸或 DNA，来存储信息和解决问题。
如今，工程师们正在对 DNA 计算进行自己的改进，和但到目前为止，他们仍在努力设计一个可以同时存储和执行任务的合成系统。
新的研究表明，DNA 可以封装并呈现，以便管理两者，从而利用核酸链提供全套计算功能。具体来说，我们谈论的是存储、读取、擦除、移动和重写数据，并以可编程和可重复的方式处理这些功能，类似于传统计算机的运行方式。
北卡罗来纳州立大学和约翰霍普金斯大学的研究人员在实验中证明，他们的新型核酸支架可证明并有潜力制造出极其紧凑的生物机器。
“人们认为，虽然 DNA 数据存储可能对长期数据存储有用，但开发一种涵盖传统电子设备中所有操作范围的 DNA 技术将是困难或不可能的。”说北卡罗来纳州立大学分子生物学家 Albert Keung。
“我们已经证明这些基于 DNA 的技术是可行的，因为我们已经制造出了一种。”
DNA 是生物体的代码库，为生物结构和过程提供分子模板。然而从理论上讲，这些化学链几乎可以代表任何信息序列。多年来，科学家一直在开发将各种数据塞入自由浮动的 DNA 链中的方法。
通过将分子存储在称为树枝状胶体的微小树状结构中，研究人员不仅能够存储代码，而且还能更轻松地连续编辑代码。
该系统的关键在于如何将 DNA 信息与其存储的树状胶体纳米纤维区分开来：这使得数据能够被复制到 RNA 中（核糖核酸) 形式进行处理，或重写 DNA 的特定区域，而不会损坏原始 DNA“文件”或存储介质。
更妙的是，与溶液中的聚合物相比，树枝状胶体支架还能帮助保存 DNA 信息。加速老化分析表明，在 4 摄氏度（约 39 华氏度）的温度下，树枝状胶体上储存的 DNA 链的半衰期为数千年。在较低的温度下，半衰期可能达到数百万年。
使用这样的系统，原本需要填满一千台笔记本电脑的数据就能可靠地存储在铅笔橡皮擦大小的空间中，Keung 说，从而可以长期存储庞大的数据库。
“它实际上使我们能够进行全方位的 DNA 数据存储和计算功能。”说北卡罗来纳州立大学化学工程师 Kevin Lin。
虽然我们距离这些 DNA 计算机的广泛应用还有很长的路要走，但这表明这是可以做到的。生物机器已经能够解决简单的国际象棋和数独问题了——这在但对于微观分子来说这无疑令人印象深刻。
虽然目前可能还不是特别强大或特别快，但 DNA 存储和计算的前景是将大量信息塞进一个极小的空间，这种介质的寿命可能比整个文明都要长。
“我们希望开发一些能够启发分子计算领域的东西。”说Keung。“我们希望我们在此所做的是朝着这个方向迈出的一步。”
该研究已发表于自然纳米技术。
