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韩国科学技术院工程生物学研究院科学家研制出一种基于DNA的分子计算机，其核心元件尺度远小于传统半导体器件，达到2纳米以下，且首次在同一分子系统内整合了信息存储与运算功能。这一突破为未来生物医学计算，尤其是精准疾病诊断奠定了基础。相关成果发表于最新一期《科学进展》杂志。
基于DNA的低功耗纳米级生物存储电路示意图
当前，硅基半导体工艺正逼近2纳米物理极限，探寻超越传统芯片的替代方案已成学界共识。DNA凭借其独特的生物特性脱颖而出，成为下一代计算载体的热门候选。 DNA的互补碱基配对原则，使其能被精准编程以响应特定信号；而相邻碱基间仅0.34纳米的间距，更赋予其海量信息存储的天然优势。然而，传统DNA电路多属“一次性”反应：信号触发后分子即被消耗，难以支撑连续、复杂的运算任务。 为突破这一瓶颈，团队巧妙设计了新型DNA分子。它们能在输入信号的驱动下改变空间构象，并长久“锁定”该状态。由此形成的稳定结构不仅直接编码信息，更能用于存储参与后续运算。 换言之，团队打造出一套自保持（免复位）分子电路，无需外部干预即可实时处理信息，并能将历史运算结果持久留存，真正实现了分子层面的“读写存储”。 此项研究的重要意义在于，它在DNA分子尺度上复现了晶体管的核心逻辑功能。这不仅为可编程分子系统奠定了基石，更让DNA超越了单纯的化学反应介质，跃升为具备自主信息处理与存储能力的智能载体。 这项成果大幅提升了DNA分子计算机的实用化前景，为生物计算与疾病诊断等医学应用打开了一扇充满前景的大门。
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