生物計算:用DNA做內存卡

2021-01-18 騰訊網

什麼是生物計算?

生物計算,也被稱作有機計算,是創建由生物材料製成的計算系統,即重新設計有機體以具有新功能和特性的想法。

例如,一些頂尖的生物公司正在開發可用於存儲世界數字數據的DNA技術,一些合成生物學家正在開發針對性療法的遺傳電路,包括許多尚未實現的其他應用!

我們經常喜歡將生物學和計算機科學劃分為兩個獨立的領域,但這兩個領域正在以革命性創新的方式重疊。思考一下就可以發現,生物其實就是複雜的計算「設備」,生物可以從其環境中獲取「輸入」,並創建適合情況的響應或「輸出」。同樣,計算機從用戶那裡獲取輸入,並通過顯示所需的響應來創建輸出。

DNA存儲數據

國際數據公司(IDC)的估計預測,到2025年,全球數據將增長到175 ZB(即約1.1x10^15兆字節),世界上沒有一臺計算機可以長久存儲如此大的數據。

但,DNA可以提供解決方案,二進位代碼被編碼為核苷酸鹼基併合成為DNA,當需要檢索數據時,對DNA進行測序和解碼,計算機讀取二進位代碼以顯示所需的文件,而存儲在DNA的數據,可以有效持續數十萬年。

目前,這項技術仍在開發中。

遺傳電路與醫學

生物醫學和生物計算等領域的最新進展表明,通過納米技術有可能創造出可以巡邏人體以維持健康的納米機器人,它將能夠響應其環境中的信號並高效地做出響應,每時每刻維護人的健康。

遺傳電路則可用於藥物輸送、感知和診斷疾,以及基因治療!例如,在2015年,研究人員開發了一種合成電路,該電路可以成功連接靶向細胞,導致細胞發生凋亡(細胞死亡)。

總結

作為一個新興領域,生物計算具有巨大的潛力,可以徹底改變數據存儲、醫學和計算領域!

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