Een gloednieuwe ‘computer’ gemaakt van DNA kan gegevens niet alleen opslaan, maar deze ook gebruiken in berekeningen. Bijzonder: de computer kan daardoor inmiddels zelfs schaken en sudoku’s oplossen. Dat melden wetenschappers donderdag in het tijdschrift Nature Nanotechnology
Onderzoekers bouwen al decennialang rudimentaire DNA-computers in het laboratorium. De computer die onderzoekers donderdag presenteerden, zorgt voor tot een nieuwe stap in functionaliteit. Voorheen was het alleen mogelijk gegevens op te slaan óf berekeningen uit te voeren. Nu hebben de onderzoekers die functies gecombineerd.
DNA-computers zijn systemen in reageerbuisjes waarbij DNA-moleculen - de moleculen die in levende wezens ook alle erfelijke informatie bevatten - de rol van harde schijven en chips overnemen.
Tom de Greef, hoogleraar Synthetische Biologie aan de TU Eindhoven en Radbound Universiteit, is onder de indruk van de nieuwe ontwikkeling. ‘Dit is de eerste keer dat je alle elementen in één systeem ziet.’
Wetenschappers komen met de nieuwDNA-computer daardoor dichter in de buurt van het brede scala aan opties dat een reguliere computer de gebruiker biedt. Hun machine kan nu gegevens opslaan, aflezen, verwijderen, herschrijven en zelfs berekeningen maken, inclusief schaken en het oplossen van sudoku’s.
Dat is mogelijk dankzij een kleverig netwerk van nanodraden waar de DNA-moleculen zich gemakkelijker aan kunnen binden. Op die manier kunnen de onderzoekers in hun computer veel meer DNA kwijt dan voorheen.
‘Je kunt de gegevens van duizenden laptops nu kwijt in DNA-opslag zo groot als het gummetje op de achterkant van een potlood’, zei co-auteur Albert Keung (North Carolina State University) daarover in een persverklaring.
Dankzij de stevige dradenstructuur konden de onderzoekers informatie uitlezen zonder de DNA-moleculen te beschadigen. Bovendien konden ze binnen de structuur gemakkelijker stukjes DNA wissen en nieuwe informatie toevoegen.
Gegevens worden in de nieuwe computer overigens niet langer direct van het DNA afgelezen, maar via de tussenstap die de natuur ook gebruikt: RNA. Dit heeft daarbij dezelfde functie als in bijvoorbeeld ons lichaam. Het leest het DNA uit en draagt de informatie daarin over.
Een nadeel van deze nieuwe techniek is dat RNA heel goed de informatie kan kopiëren in kleine bestanden, maar niet om kan gaan met veel grotere bestanden van bijvoorbeeld een paar terabyte, aldus De Greef.
Wel toont het onderzoek aan wat met dit soort systemen mogelijk is, zegt hij. ‘DNA-computers zullen er zeker komen, daar ben ik van overtuigd. Al zullen ze alleen voor specialistische doeleinden zijn.’
Zo kan een DNA-hardeschijf gebruikt worden om data efficiënt op te slaan voor duizenden jaren. ‘Een DNA-hardeschijf heeft een opslagdichtheid die een miljoen tot een miljard keer hoger is dan die van een conventionele harde schijf.’ Dit komt doordat DNA uit vier letters bestaat - A, T, G en C - ten opzichte van de twee cijfers - 0 en 1 - die gewone computers gebruiken. Door deze verdubbeling ontstaat een exponentiële groei van de opslagcapaciteit.
Alleen gaat het uitlezen van al die gegevens wel zo’n tienduizend keer trager dan bij een reguliere computer, zegt De Greef. Dat betekent dat gewone computers beter geschikt zijn voor dagelijks gebruik. Voor archiefdata is de DNA-hardeschijf wel een uitkomst.
Ook binnen de zorg zou een DNA-computer effectief kunnen zijn, meent hij. Omdat de DNA-computer rekent met biologische moleculen, kan deze volgens De Greef sommige ziektes eerder opsporen dan mogelijk is met traditionele bloedtests en reguliere computers.
De Greef: ‘De DNA-computer zal de reguliere computer nooit vervangen, maar zal wel nieuwe mogelijkheden bieden in de toekomst.’
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant