p Pesquisadores do Instituto Courant de Ciências Matemáticas da Universidade de Nova York delinearam um método para armazenar programas dentro do DNA que simplifica a nanocomputação - computação em nível molecular. Coautoria de Jessie Chang e Dennis Shasha, Programas sincronizados armazenados dentro do DNA:uma estrutura de simplificação para nanocomputação (Morgan e Claypool) descreve como construir milhões de programas de DNA a partir dos quais as instruções podem ser retiradas uma de cada vez de cada programa em sincronia. p A motivação para este trabalho é semelhante à dos programas armazenados em seu laptop. Antes dos computadores, havia calculadoras mecânicas nas quais os indivíduos apertavam as teclas de acordo com um procedimento e um número eventualmente aparecia. Depois que as calculadoras ficaram mais rápidas, ficou claro que o que precisava ser melhorado era o processo de puncionamento, não a taxa de cálculo. Para fazer isso, os primeiros projetistas de computador armazenaram os programas contendo instruções de "perfuração" dentro das máquinas para que pudessem funcionar por conta própria. Depois que essas instruções foram armazenadas, todo o cálculo pode ser executado na velocidade da máquina.
p Stored Clocked Programs Inside DNA oferece um caminho para fazer o mesmo para a computação de DNA. Enquanto os computadores dependem de dados armazenados em sequências de 0s e 1s, O DNA - os blocos de construção da vida - armazena informações nas moléculas ("bases") representadas por A, T, C, e G. Duas fitas simples de DNA se ligarão se cada A em uma fita estiver alinhado com cada T na outra e de forma semelhante para os Cs e Gs. Se apenas algumas das bases da fita s1 estiverem alinhadas com seus parceiros favoritos em s2, em seguida, outro filamento s3 com melhor alinhamento empurrará s1 para fora do caminho. Este fenômeno de "deslocamento" permite aos pesquisadores criar esculturas de DNA e nanorrobôs. Contudo, como calculadoras portáteis, A computação de DNA atualmente depende de despejar tubos de ensaio de DNA em um tubo de ensaio maior de DNA, dificultando sua velocidade e tornando seu uso delicado.
p Em seu livro, Shasha e Chang oferecem um método para armazenar instruções de DNA dentro de uma solução química de uma forma que permite que o processo de computação seja executado de acordo com um relógio global que consiste em fitas especiais de DNA chamadas "tick" e "tock". Cada vez que um "tique" e um "tock" entram em um tubo de DNA, uma fita de instrução é liberada de uma pilha de instruções. Isso é semelhante ao modo como um ciclo de clock em um computador eletrônico faz com que uma nova instrução entre em uma unidade de processamento. Enquanto houver fios na pilha, o próximo ciclo irá liberar uma nova vertente de instrução. Independentemente do filamento ou componente real a ser liberado em qualquer etapa específica do relógio, as vertentes "tick" e "tock" permanecem as mesmas - na verdade, servindo como um dispositivo de entrada automatizado e eliminando a entrada manual de dados.
p Aidan Daly, um estudante de graduação em Harvard em um estágio de verão na NYU, trabalhou com Shasha e Chang para testar seu processo de construção no laboratório do Professor de Química da NYU Nadrian Seeman, que fundou e desenvolveu o campo da nanotecnologia de DNA. As criações de Seeman - variando de estruturas tridimensionais de DNA a uma linha de montagem de DNA - permitem que ele organize peças e forme moléculas específicas em nanoescala com alguma precisão, semelhante à maneira como uma fábrica de automóveis robóticos pode saber que tipo de carro fazer.
