แนวคิดการเอา DNA มาทำคอมพิวเตอร์นั้นถูกเสนอขึ้นครั้งแรกในปี 1994 โดย Leonard Adelman เพื่อแก้ปัญหา "travelling salesman problem" (หาเส้นทางที่สั้นที่สุดในการลากเชื่อมจุด) และในปี 2006 ทีมวิจัยที่นำโดย Erik Winfree แห่ง Caltech ก็ได้เคยสร้างวงจรคอมพิวเตอร์ที่ประกอบด้วย DNA ถึง 12 สายมาแล้ว แต่ว่าวงจรนั้นช้าเกินกว่าจะคำนวณอะไรได้จริงจัง
กลับมาคราวนี้ Erik Winfree ได้จับมือกับ Lulu Qian แห่ง Caltech เหมือนกัน สร้างวงจรคอมพิวเตอร์ DNA อีกครั้งซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมอย่างต่ำ 5 เท่า ตัววงจรประกอบด้วยสาย DNA สั้นๆ ถึง 74 สาย เมื่อรวม input และ output ในแต่ละรอบการคำนวณ จะมีสาย DNA เข้ามาเกี่ยวข้องทั้งกระบวนการกว่า 130 สาย
หลักการที่พวกเขาใช้ไม่ได้ต่างจากวงจรคอมพิวเตอร์ที่เราใช้อยู่เลย แค่แทนที่ logic gate ที่เป็นทรานซิสเตอร์ซิลิคอนด้วยสาย DNA, และแทนที่สัญญาณ input/output ด้วยสาย DNA เช่นเดียวกัน
พวกเขาสร้าง DNA สายเดี่ยวและสายคู่ที่มีลำดับเบสตามที่ได้โปรแกรมเอาไว้ จากนั้นก็ใส่มันเข้าไปในหลอดทดลอง ช่วงสาย DNA ที่มีคู่เบสเข้าคู่กัน (เช่น A กับ T, และ C กับ G) ก็จะจับกันโดยธรรมชาติ ปฏิกิริยาการจับกันและแยกคู่กันของสาย DNA ก็จะเหมือนกับการประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าของ logic gate ที่เป็นซิลิกอน เมื่อปล่อยให้ปฏิกิริยาดำเนินไปจนจบ ผลลัพธ์ก็จะอ่านได้จากสีเรืองแสงที่พวกเขาได้ติดไว้กับสาย DNA
ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ DNA รุ่นใหม่ล่าสุดนี้ต้องถือว่าใกล้เคียงกับคอมพิวเตอร์ซิลิกอนมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา มันสามารถคำนวณรากที่สองของเลขฐานสองได้สูงสุดถึง 4 หลัก (เท่ากับ 15 ในเลขฐานสิบ) ค่าผลลัพธ์ที่ได้ละเอียดสูงสุดถึงทศนิยม 0 ตำแหน่ง (อ่านไม่ผิดครับ ศูนย์ตำแหน่ง) ใช้เวลาในการคำนวณแต่ละครั้ง 6-10 ชั่วโมง!
แน่นอนด้วยประสิทธิภาพขนาดนี้ คงไม่มีใครอยากซื้อคอมพิวเตอร์ DNA มาเก็บให้รกบ้าน และจุดมุ่งหมายของนักวิทยาศาสตร์ก็ไม่ใช่การสร้าง dnaPAD หรือ iDNA ขายแข่งกับใครที่ไหน พวกเขาฝันว่าสักวันหนึ่งจะสามารถสร้างวงจรที่ซับซ้อนพอควบคุมกระบวนการชีวเคมีในเซลล์สิ่งมีชีวิตต่างหาก
ที่มา - Ars Technica, Nature News, Discovery News, BBC News, PhysOrg