Osiągnięcie naukowców jest ważnym krokiem na drodze pozwalającej w przyszłości kontrolować systemy biologiczne przy użyciu standardowych technik informatycznych. Układy DNA będą wtedy mogły przetwarzać dane w taki sam sposób, jak robią to obecnie komputery wyposażone w krzemowe układy scalone. Komputery DNA będą dużo mniejsze niż te stosowane obecnie i będzie je można łatwo integrować z różnymi biologicznymi systemami, w tym z ludzkim ciałem. Można sobie wyobrazić, że biologiczny układ DNA będzie np. wtedy zagnieżdżany w komórkach czy tkankach, kontrolując je i wykrywając zawczasu anomalie czy lecząc określony organ.

Naukowcy Erik Winfree i Lulu Qian opublikowali w czerwcowym wydaniu pisma Science artykuł zatytułowany "Scaling Up Digital Circuit Computation with DNA Strand Displacement Cascades", w którym opisują swoje dokonania. Piszą w nim, że w przeszłości budowano już podobne systemy DNA, ale nigdy tak złożone jak ten, który udało się im zaprojektować.

DNA oblicza pierwiastki kwadratowe

Naukowcy uformowali najpierw 130 różnych syntetycznych włókien DNA, z których można budować logiczne bramki. Z tak pozyskanego materiału udało im się utworzyć czterobitowy układ, który może obliczyć pierwiastek kwadratowy dowolnej liczby nie większej niż 15, a następnie zaokrąglić wynik do najbliższej liczby całkowitej.

Wielowarstwowe struktury syntetycznych włókien pełnią rolę biochemicznych logicznych bramek, które realizują podstawowe boolowskie instrukcje, takie AND, OR i NOR. Operacje obliczeniowe są wykonywane dzięki temu, że odpowiednio uformowane cząsteczki DNA mogą się ze sobą wiązać oraz replikować. Naukowcy opracowali też kompilator, który mapuje logiczne operacje zdefiniowane przez użytkownika na odpowiednie układy DNA.

Podstawowa wada - mała szybkość

Istotnym minusem technologii jest to, że układy DNA pracują bardzo wolno - wykonanie jednej funkcji logicznej może zająć od 30 do 60 minut. Oznacza to, że na obliczenie pierwiastka kwadratowego czterobitowej liczby możemy czekać do 10 godzin. Naukowcy wierzą jednak, że po wprowadzeniu do układów DNA odpowiednich usprawnień i modyfikacji, będą one pracować od 10 do 100 razy szybciej niż obecnie. To dalej niezbyt imponujący wynik, ale kolejne dokonania naukowców mogą sprawić, że układy DNA następnych generacji będą pracować

nieporównanie szybciej.