O echipă de cercetători a reușit construirea unui computer programabil bazat pe ADN, capabil să efectueze calcule matematice folosind miliarde de molecule. Acest proces are loc într-o cantitate extrem de mică de apă sărată, reprezentând o abordare radical diferită de tehnologia actuală. Sistemul, denumit Scaffolded DNA Computer, nu funcționează după principiile calculatoarelor clasice și nu necesită un flux continuu de energie pentru a propulsa procesul de calcul de la un pas la altul.
Tehnologia înlocuiește tranzistorii tradiționali cu fire scurte de ADN care interacționează cu un fir mai lung. Cercetătorii selectează secvențele astfel încât moleculele să se lege între ele respectând reguli prestabilite, iar rezultatul final al acestor interacțiuni chimice reprezintă răspunsul la problema de calcul. Spre deosebire de un procesor obișnuit, moleculele nu execută un șir de instrucțiuni, ci se organizează singure, structura finală codificând rezultatul dorit.
Mecanismul de funcționare se bazează pe legile termodinamicii, implicând procese de încălzire și răcire ale amestecului. Atunci când temperatura este modificată, moleculele de ADN concurează pentru a forma cele mai stabile configurații posibile. Sistemul tinde în mod natural către starea cu cea mai favorabilă energie, iar echipa de cercetători proiectează problema astfel încât acea stare finală să corespundă exact răspunsului corect la calculul efectuat.
În cadrul testelor, echipa a utilizat sistemul pentru 10 programe diferite, realizând peste 700 de calcule matematice. Printre acestea s-au numărat operații de adunare, înmulțirea cu 3, împărțirea la 2 și detectarea parității pe opt biți, o metodă utilizată pentru identificarea erorilor în date. Un calcul simplu, precum 10 + 3, a fost rezolvat în circa 30 de secunde, însă o adunare cu valori de ordinul zecilor de milioane a necesitat până la 14 ore.
Spre deosebire de experimentele anterioare cu calcul molecular, acest computer ADN este conceput pentru a fi reutilizabil și nu pentru o singură utilizare. Trei dintre programe au fost repetate cu succes de până la 24 de ori, demonstrând versatilitatea sistemului. Într-un test specific, cercetătorii au reluat un experiment după aproximativ un an și jumătate, moment în care proba se uscase parțial, dar a funcționat din nou după adăugarea apei.
Deși viteza acestui sistem nu permite concurența directă cu procesoarele convenționale, importanța sa rezidă în demonstrația că moleculele pot fi programate pentru calcule complexe. Această evoluție în domeniul calculului molecular deschide noi perspective pentru procesarea datelor într-un mod simplu și reutilizabil, utilizând resurse biologice minime pentru a obține rezultate structurate prin interacțiuni chimice naturale.