而不同于蛋白质计算 ， RNA计算与DNA计算是利用生化反应 ， 更确切地讲 ， 是以核酸分子间的特异性杂交为机理的计算模型 。 不过 ， 相较于RNA分子 ， DNA分子在实验操作上要更容易 ， 而且在分子结构上处理信息也更方便 。
具体来看 ， DNA计算是一种以DNA分子与相关的生物酶等作为基本材料 ， 以生化反应作为信息处理基本过程的一种计算模式 。 DNA计算模型首先由阿曼德博士于1994年提出 ， 彼时 ， 阿曼德发表了一篇论文 ， 提出了用DNA计算的方式解决一个实际数学问题的技术 。 题目是：由14条单行道连接7座城市 ， 找出上述全部城市的最近路径 ， 且不能走回头路 。
这是数学中的经典难题 。 并且电子计算机无法解决 ， 因为当城市数增加时 ， 可能存在的连接路径也会增加 ， 且增长速度远超城市增长速度 。 这会让电子计算机无法应付——因为它要找到所有可能路径 ， 再分别比较找出最短路径 。
阿曼德的生物计算机也使用了类似的方式 ， 但它的运算速度却要比电子计算机快 。 因为在用不同的碱基组合分子定义出路径其中路径编码正好和城市编码互补；再把这些分子和酶放进试管 ， 让其自由组合 ， 只需几秒便可组合出答案 ， 只不过是正确的和错误的混在一起 。
接下来 ， 阿曼德花了7天把正确答案挑选出来 。 他先挑选出长度符合的DNA链 ， 从中筛选出包含第一个城市的DNA链 ， 在从这些里筛选出包含第二座城市的DNA链 ， 以此类推 ， 经过7次筛选后他最终获得了这个问题的答案 。 虽然一开始的效率并不算 ， 但毕竟证明了生物计算并不是空想 。
可以看出 ， DNA计算机模型克服了电子计算机存储量小与运算速度慢这两个严重的不足 ， 首先 ， DNA作为信息的载体 ， 其贮存的容量巨大 ， 1立方米的DNA溶液可存储1万亿亿的二进制数据 ， 远远超过当前全球所有电子计算机的总储存量；其次 ， 具有高度的并行性 ， 运算速度快 ， 一台DNA计算机在一周的运算量相当于所有电子计算机问世以来的总运算量；其三 ， DNA计算机所消耗的能量只占一台电子计算机完成同样计算所消耗的能量的十亿分之一；最后 ， 合成的DNA分子具有一定的生物活性 ， 特别是分子氢键之间的引力仍存在 。 这就确保DNA分子之间的特异性杂交功能 。
可以说 ， DNA计算的每项突破性进展 ， 必将给人类社会的发展带来不可估量的贡献——以DNA计算模型为基础而产生的DNA计算机 ， 必然会有海量的存储能力及惊人的运行速度 。
大有所用的生物计算机
当前 ， 关于生物计算机仍处在技术突破的阶段 。 比如 ， 麻省理工学院和新加坡科技与设计大学宣布了一项突破性的发现 ， 利用一种有机病毒 ， 他们已经可以开发出更快、效率更高的生物有机计算机 。 哥伦比亚大学也宣布 ， 他们已经把一套完整的电脑操作系统存储在一条DNA上 。
而来自微软和华盛顿大学的研究人员则展示了第一种可以被用来存储和检索数据的完全自动化的DNA系统 。 微软的研究员卡琳·施特劳斯（Karin Strauss）表示 ， 他们的最终目标是把这样一个系统投入生产 ， 对终端用户来讲 ， 这个系统在体验上将与其他任何的云存储服务没有什么区别 。
要知道 ， 一块很小的DNA涂片可以容纳10 000GB的数据 ， 这意味着一座像购物中心那样大的数据中心完全可以被缩小为一块方糖般的大小 。
而DNA又很便宜且很容易合成 ， 用DNA进行计算所需要的能量也远少于硅处理器 。 一座谷歌的数据中心每年可能需要消耗价值数百万美元的能量 ， 而一台生物有机计算机可能只需要一些很便宜的代谢物就能够运行了 。
除了利用DNA进行数据存储外 ， 生物有机计算机还能够在硅计算机无法操作的地方发挥潜在的作用 。 一支来自苏黎世联邦理工学院的研究团队利用CRISPR基因编辑技术在人体的细胞内搭建了一台可运作的双核生物计算机 。
试想一下 ， 有一台活的电脑在我们的身体内 ， 监控我们的健康状况 ， 修补损坏的组织 ， 并且调节我们的身体功能 。 我们甚至可能会利用生物有机计算机来提升我们的智能 。 DNA计算机还可以与生物化学环境进行相互作用 ， 从而使我们可以在活的生物组织内部提供药物和治疗 。
事实上 ， 以色列的研究人员已经迈出了下一步 ， 他们在蟑螂的体内成功搭建了生物电路 。 他们创造出来的DNA可以像日本的折纸一样折叠在一起 ， 这就使得纳米机器人可以运送一些有效的负荷 。 那些有效的负荷很可能是一个分子、一种酶或者一种抗体 。 而每一种有效的负荷都可以激活或者关停在整个链条上的下一个纳米机器人 ， 就这样他们在活的细胞体内构建出一条电路 。
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