DNA as a universal chemical substrate for computing and data storage

DNA 计算机数据存储 DNA运算 背景(考古学) 计算机科学 纳米技术 化学 材料科学 生物 计算机硬件 生物化学 古生物学
作者
Shuo Yang,Bas W. A. Bögels,Fei Wang,Can Xu,Hongjing Dou,Stephen Mann,Chunhai Fan,Tom F. A. de Greef
出处
期刊:Nature Reviews Chemistry [Springer Nature]
卷期号:8 (3): 179-194 被引量:88
标识
DOI:10.1038/s41570-024-00576-4
摘要

DNA computing and DNA data storage are emerging fields that are unlocking new possibilities in information technology and diagnostics. These approaches use DNA molecules as a computing substrate or a storage medium, offering nanoscale compactness and operation in unconventional media (including aqueous solutions, water-in-oil microemulsions and self-assembled membranized compartments) for applications beyond traditional silicon-based computing systems. To build a functional DNA computer that can process and store molecular information necessitates the continued development of strategies for computing and data storage, as well as bridging the gap between these fields. In this Review, we explore how DNA can be leveraged in the context of DNA computing with a focus on neural networks and compartmentalized DNA circuits. We also discuss emerging approaches to the storage of data in DNA and associated topics such as the writing, reading, retrieval and post-synthesis editing of DNA-encoded data. Finally, we provide insights into how DNA computing can be integrated with DNA data storage and explore the use of DNA for near-memory computing for future information technology and health analysis applications.
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