韩国团队研发出可逆构象DNA分子计算机，实现存算一体突破

韩国科学技术院工程生物学研究院的研究人员近日成功开发出一种基于DNA的分子计算机。该设备的核心元件尺寸小于两纳米，显著突破了现有半导体器件的物理尺度限制，并首次在单一分子系统中同步实现信息存储与逻辑运算功能。这一进展为生物医学计算领域，特别是精准疾病诊断技术的发展提供了关键支撑。相关研究成果已刊发于最新出版的科学进展期刊。

当前，硅基半导体制造工艺已接近两纳米的物理极限，学术界普遍认为亟需探索新型计算架构以突破传统芯片的技术瓶颈。在此背景下，DNA凭借其独特的生物属性，成为下一代计算载体的重要选择。其碱基之间的严格互补配对机制支持高度可控的分子编程，可对特定生物信号作出响应；而相邻碱基间距仅为零点三四周米，赋予其天然的超高密度信息存储能力。然而，过去多数DNA计算系统依赖单次化学反应，信号触发后分子结构即被不可逆消耗，难以支持持续、多步及可重复的信息处理任务。

针对上述局限，研究团队设计出一类新型DNA分子结构。这些分子可在输入信号作用下发生可逆的空间构象变化，并在新形态下保持长期稳定。这种稳定状态本身即可作为信息编码单元，不仅承载当前运算结果，还能参与后续多轮逻辑操作。

由此构建的分子电路具备自维持特性，无需外部复位或能量干预，即可实时完成信息处理，并将历史运算状态持久保存，真正实现了分子尺度上的读取、写入与存储一体化功能。

本研究的突破性在于，在DNA分子层面完整复现了晶体管所承担的核心逻辑功能。这标志着DNA不再仅是被动参与化学反应的介质，而是转变为具备自主信息处理、逻辑判断与记忆能力的智能计算单元，为可编程分子系统的发展奠定了坚实基础。该成果显著推进了DNA分子计算机从原理验证走向实际应用的进程，也为未来融合生物计算与临床诊断的新型医疗技术开辟了切实可行的发展路径。