Ilmuwan China rancang perangkat komputasi yang dapat diprogram berbasis DNA

Perangkat komputasi berbasis DNA menggunakan kode genetik merupakan strategi komputasi baru yang menjanjikan potensi besar bagi paralelisme masif dalam pengodean dan eksekusi algoritma.

 

Shanghai, China (Xinhua) – Para ilmuwan China mengembangkan jenis baru unit komputasi tujuan umum dan dapat diprogram berbasis molekul DNA, yang menandai sebuah langkah penting dalam pengembangan komputer DNA.

Sirkuit terpadu (integrated circuit/IC) yang banyak digunakan dalam beberapa dekade terakhir ini sebagian besar merupakan sirkuit elektronik dan fotonik berbasis semikonduktor. Sirkuit fase cair yang menggunakan kode genetik merupakan strategi komputasi baru yang menjanjikan potensi besar bagi paralelisme masif dalam pengodean dan eksekusi algoritma.

Meski demikian, molekul biologis cenderung terdifusi dan bercampur dalam cairan, sehingga sulit untuk menerapkan strategi tersebut pada komputasi tujuan umum.

Penelitian yang diterbitkan pada pekan ini di jurnal Nature tersebut menunjukkan sebuah sistem yang dengan integrasi DNA-based programmable gate array (DPGA) multilapis mampu menyelesaikan persamaan kuadrat.

Para peneliti dari Universitas Jiao Tong Shanghai merakit perangkat tersebut dengan tiga lapis DPGA kaskade yang terdiri dari 30 gerbang logika (logic gate) dengan sekitar 500 untai DNA. Hal tersebut berfungsi untuk mengontrol tumbukan acak molekul.

Mereka menemukan bahwa penggunaan polimer untai tunggal, yang terdiri dari sejumlah kecil nukleotida, sebagai sinyal transmisi yang seragam terbukti dapat diandalkan untuk mengintegrasikan sirkuit terpadu skala besar dengan kebocoran minimal dan fidelitas yang tinggi untuk komputasi tujuan umum.

Dilengkapi dengan konverter analog ke digital, perangkat komputasi berbasis DNA dapat digunakan untuk mengklasifikasikan mikroRNA yang berhubungan dengan penyakit, menurut penelitian tersebut.

Laporan: Redaksi