Ein weiterer Schritt zum Biocomputer

DNA-Computertechnologie steckt derzeit noch in den Kinderschuhen. Doch jetzt gelang Forschern der Uni Wisconsin-Madison ein wichtiger, vielleicht entscheidender Schritt: die Bindung der DNA, der Basis der Erbsubstanz, an ein festes Substrat.

Das Speicher- und Verarbeitungspotenzial von biologischen Molekülen liegt weit über jenem konventioneller Chiparchitektur. Das Prinzip dabei ist neu: Enzyme, biologische Katalysatoren, verarbeiten als "Biosoftware" gewünschte Operationen.

Potenzial des DNA-Computing
Die Zukunft des DNA-Computing liegt in der Tatsache, dass DNA-Moleküle ein Vielfaches herkömmlicher Chips speichern können. Ein Gramm getrockneter DNA speichert so viel Information wie eine Billion CDs. In einer biochemischen Reaktion, begrenzt auf eine kleine Fläche, können Hunderte Billionen von DNA-Molekülen interagieren. Der dabei entstehende Parallelrechner würde alle derzeitigen Supercomputer in den Schatten stellen.

Pressrelease der Uni Wisconsin-Madison

Neue Technologie

Das Entscheidende und Neue an der Entwicklung ist die Bindung der DNA-Moleküle an ein festes Substrat. Das macht diese Technologie einfacher und eher anwendbar.

Vor allem öffnet sie das Tor für die Weiterentwicklung von DNA-Computern, die dieselben komplexen Probleme lösen können wie derzeitige Rechnerarchitekturen.

Oberflächenanbindung von DNA-Molekülen

In den Experimenten der Wisconsin-Forscher, beschrieben in der Zeitschrift "Nature" [13. Jänner], wurde ein Set an DNA-Molekülen auf eine dünne, mit einer Goldschicht bedeckte Glasplatte aufgetragen. Bei jedem Experiment wurde die DNA maßgeschneidert angebracht, um alle möglichen Antworten auf komplexe Rechenoperationen einzuschließen.

Bei der Interaktion der DNA-Moleküle mit hinzugefügten Enzymen schieden die Moleküle mit der falschen Antwort aus, während die "richtigen" zurückblieben.

Nature

"DNA-Computertechnologie ist derzeit noch weit davon entfernt, den Siliziumchip zu überflügeln", erklärt Lloyd Smith, ein Entwickler der neuen Technologie.

"Doch angesichts der Grenzen, an die konventionelle Siliziumtechnologie stößt, werden DNA-Computer und Bioware insgesamt in Zukunft eine große Rolle spielen."

University of Wisconsin-Madison Physical Sciences Laboratory