Alfonso Maruccia

Chip al DNA a base di luce

Una ricerca statunitense dimostra che è possibile usare la doppia elica per costruire circuiti logici e, in ultima istanza, microprocessori perfettamente funzionali. Con tempi e costi più che convenienti

Roma - Se i candidati più promettenti per il passaggio di consegne con il silicio "puro" degli attuali circuiti integrati sono il grafene, i memristori e la nanofotonica, un altro potenziale contendente al titolo di elemento funzionale della nuova era del computing arriva da molto più lontano. E precisamente da qualche miliardo di anni fa, quando i primi aminoacidi si combinarono dando origine al DNA che governa ogni manifestazione di vita in natura.

I chip al DNA sono più che possibili, dice ora Chris Dwyer della Duke University, sono di una convenienza senza precedenti. Nella sua nuova ricerca Dwyer sostiene che il DNA offre qualità estremamente convenienti per la produzione di massa, dal momento che sarebbe teoricamente possibile sfruttare la naturale capacità di auto-assemblamento su pattern precostituiti del composto per realizzare, in un singolo giorno, più circuiti logici di quanti l'intera industria del silicio potrebbe produrre in un mese.

Il segreto, dice il ricercatore statunitense, stà nell'impiego dei cromofori, composti di atomi che se messi insieme alle molecole del DNA sono in grado di trasformare queste ultime in veri e propri "switch" capaci di operazioni logiche. Invece dell'elettricità, i cromofori utilizzano la luce come mezzo per la trasmissione dei segnali, con la differenza della lunghezza d'onda della luce assorbita dai cromofori confinanti a fungere da rappresentazione della logica binaria degli zeri e gli uni informatici.
L'impiego della luce al posto dell'elettricità permetterebbe inoltre di trasmettere le informazioni tra i gate logici molto più velocemente di quanto possibile con i transistor al silicio, e la struttura a "cialda" in cui si autoassemblano i filamenti di DNA potrebbe essere prodotta in maniera economica e in quantità virtualmente illimitate con le prevedibili conseguenze sul costo di microchip, componenti informatici e computer assemblati.

E non solo di gate logici si parla, visto che Dwyer sostiene di poter sfruttare le peculiarità delle molecole di DNA per realizzare circuiti molto più complessi. Se cambiamento tecnologico epocale ha da essere, insomma, tanto vale rivolgersi all'elemento che è da sempre a fondamento della vita biologica sul pianeta.

Alfonso Maruccia
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13 Commenti alla Notizia Chip al DNA a base di luce
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  • "La stampa è morta" (cit.)
    non+autenticato
  • nessuno ha pensato che se parliamo di molecole BIOLOGICHE allora esse sono vive e quindi, prima o poi, moriranno? Quanto vive un filamento di DNA? che si fa, dopo qualhe mese butto il computer perche' la cpu e' morta?
    E poi, 'sta roba mica va a eletticita, ma deve essere nutrita da qualcosa tip zuccheri o no so che... insomma, un computer "biologico" non lo puoi accendere e spegnare come ti pare.
    non+autenticato
  • diciamo che il dubbio è lecito, ma si può rispondere alle tue domande usando un po' di nozioni elementari di biologia e di chimica organica.

    Il termine "vivo" tecnicamente è attribuibile solo alle cellule. Difatti possiamo dire che batteri, alghe, alberi e fenicotteri rosa sono "vivi" in quanto le loro cellule hanno dei processi metabolici in corso.

    Ma se prendiamo solo "alcuni" pezzi di una cellula, ad esempio un filamento di materiale genetico e qualche proteina di contorno, non possiamo chiamarla vita perchè non esprime nessun tipo di funzione metabolica.
    Un esempio classico è dato dai virus biologici.

    Sono "esserini" costituiti da un guscio proteico e glucidico, che racchiude un breve filamento di DNA o di RNA e alcuni enzimi essenziali per la sua replicazione e per l'attacco delle cellule ospite.

    Quando sono liberi sono del tutto privi di vita, e possono addirittura cristallizzare (come il salgemma o il ghiaccio) e resistere milioni di anni in perfetta stasi in caso di bassissime temperature.

    La vita del virus nasce quando questo si attacca ad una cellula, in cui inietta il suo DNA (o l'RNA, dipende dal tipo di virus) e i suoi enzimi e questo inizia a modificare il metabolismo della cellula infetta inducendola ad assemblare numerose copie del virus, dando così "vita" ad un esserino altrimenti del tutto morto.

    Nel caso del chip a DNA il ragionamento è lo stesso: non ci sono parti "vive", niente metabolismo, niente cellule, niente nutrimento. Solo complesse molecole biologiche con peculiari proprietà chimico/fisiche.

    Certo, se riscaldo il DNA oltre una certa temperatura, questo degrada e si scinde in molecole più semplici, ma non possiamo dire che sia "morto", questo è un termine inappropriato perchè parliamo di una molecola, non di una cellula vivente.
    non+autenticato
  • Gli archeobatteri dovrebbero durare qualche milione di anni, in effetti.
  • 1) nessun batterio può vivere milioni di anni
    2) il DNA non è composto di amminoacidi
    non+autenticato
  • - Scritto da: TheKaneB
    > diciamo che il dubbio è lecito, ma si può
    > rispondere alle tue domande usando un po' di
    > nozioni elementari di biologia e di chimica
    > organica.
    >
    > Il termine "vivo" tecnicamente è attribuibile
    > solo alle cellule. Difatti possiamo dire che
    > batteri, alghe, alberi e fenicotteri rosa sono
    > "vivi" in quanto le loro cellule hanno dei
    > processi metabolici in
    > corso.
    >
    > Ma se prendiamo solo "alcuni" pezzi di una
    > cellula, ad esempio un filamento di materiale
    > genetico e qualche proteina di contorno, non
    > possiamo chiamarla vita perchè non esprime nessun
    > tipo di funzione
    > metabolica.
    > Un esempio classico è dato dai virus biologici.
    >
    > Sono "esserini" costituiti da un guscio proteico
    > e glucidico, che racchiude un breve filamento di
    > DNA o di RNA e alcuni enzimi essenziali per la
    > sua replicazione e per l'attacco delle cellule
    > ospite.
    >
    > Quando sono liberi sono del tutto privi di vita,
    > e possono addirittura cristallizzare (come il
    > salgemma o il ghiaccio) e resistere milioni di
    > anni in perfetta stasi in caso di bassissime
    > temperature.
    >
    > La vita del virus nasce quando questo si attacca
    > ad una cellula, in cui inietta il suo DNA (o
    > l'RNA, dipende dal tipo di virus) e i suoi enzimi
    > e questo inizia a modificare il metabolismo della
    > cellula infetta inducendola ad assemblare
    > numerose copie del virus, dando così "vita" ad un
    > esserino altrimenti del tutto
    > morto.
    >
    > Nel caso del chip a DNA il ragionamento è lo
    > stesso: non ci sono parti "vive", niente
    > metabolismo, niente cellule, niente nutrimento.
    > Solo complesse molecole biologiche con peculiari
    > proprietà
    > chimico/fisiche.
    >
    > Certo, se riscaldo il DNA oltre una certa
    > temperatura, questo degrada e si scinde in
    > molecole più semplici, ma non possiamo dire che
    > sia "morto", questo è un termine inappropriato
    > perchè parliamo di una molecola, non di una
    > cellula vivente.

    Diciamo che ho usato la parola "vivo" non in modo corretto al caso.
    Quello che dici sul discorso vivo/morto non cambia di una virgola il fatto che 'sta "stringa di atomi concatenati" sia molto meno stabile e molto piu' delicata di un transistor.
    Se spengo uin chip posso aspettare anni per riaccenderlo e quello funziona, non sono sicuro della stessa cosa con un sistena che si basa su catene di DNA. Cioe', questo DNA non sta li sul tavolo fermo ad aspettare me, si e' evoluto in una base acquosa, tanto per dirne una. Non sara' "vivo" come si intende la parola "vivo" per una cellula, d'accordo, ma secca se lo toglo dall'acqua, la molecola si "accartoccia" e non funziona piu', immagino. quindi magari sta roba funzionera' pure, ma su basi molto diverse da qeulle alle quali siamo abituati ad associare alla parola "cpu": magari le cpu a DNA saranno delle provette ripiene di acqua lattiginosa con una serie di terminali immersi.
    non+autenticato
  • Guarda che non c'è nessuna differenza tra un frammento di DNA e una pietra.
    Cambia solo l'arrangiamento dei vari elementi che lo compongono e il loro concatenamento.
    Potrebbero anche perfino esistere forme di vita basate sul silicio, quindi dovremmo dire che i processori e le memorie sono vivi?
    Pensa al DNA come se pensassi al codice sorgente, è una base di istruzioni per il funzionamento delle cellule, se non lo metti dentro ad un contesto più ampio che lo sfrutta non è per niente vivo.
    E "organico" non è da intendere in senso assoluto, si intende che invece di essere basato sul silicio, germanio, gallio è basato sul carbonio, idrogeno, ossigeno.
    Wolf01
    3342
  • Non tutto ciò che è organico degrada, tantomeno vive. Quelle in questione sono macromolecole, polimeri organici. non respirano, non si riproducono e non muoiono. Certo, si possono danneggiare se esposte a condizioni inadatte, ma vale per qualunqe altra cosa.
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    Modificato dall' autore il 14 maggio 2010 09.42
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  • >Quanto vive un filamento di
    > DNA?

    Il DNA non è vivo.

    http://it.wikipedia.org/wiki/DNA
    non+autenticato
  • sono anche biodegradabili!A bocca aperta
    vuoi mettere poi potere fare dei virus FISICI per il computer?A bocca aperta

    A parte gli scherzi, l'idea e parte della tecnologia esistono da parecchio (almeno dal 2004, da articoli di chimica che ricordo), ma vorrei vedere un prototipo, prima di giubilareSorride
    non+autenticato
  • - Scritto da: prisco 84
    > sono anche biodegradabili!A bocca aperta
    > vuoi mettere poi potere fare dei virus FISICI per
    > il computer?
    >A bocca aperta
    >
    > A parte gli scherzi, l'idea e parte della
    > tecnologia esistono da parecchio (almeno dal
    > 2004, da articoli di chimica che ricordo), ma
    > vorrei vedere un prototipo, prima di giubilare
    >Sorride

    E verrà il giorno in cui se ci si becca l'influenza potremmo attaccarla anche al PC...
    non+autenticato
  • - Scritto da: JLPicard

    > E verrà il giorno in cui se ci si becca
    > l'influenza potremmo attaccarla anche al
    > PC...

    oppure che una IA nemica avrà compito ancora più facile nel replicarsiCon la lingua fuori