Cercetătorii au descoperit cum să alimenteze computerele pe ADN folosind căldura

Un studiu publicat la 1 octombrie 2025 în revista Nature arată că oamenii de știință au reușit să dezvolte o metodă prin care circuitele ADN pot fi alimentate cu energie termică. Această descoperire ar putea deschide drumul către o nouă generație de calculatoare moleculare, care să stocheze date și să efectueze calcule complexe folosind material biologic, în locul tradiționalelor cipuri de siliciu.

ADN-ul este cunoscut pentru capacitatea sa de a stoca informații timp de milioane de ani fără a necesita energie. Totuși, pentru a-l transforma într-un instrument de calcul activ, era nevoie de o sursă de alimentare fiabilă, echivalentă cu electricitatea sau cu molecula ATP utilizată de celulele vii. Cercetătorii americani au demonstrat acum că ciclurile de încălzire și răcire pot juca acest rol.

Conceptul de computer ADN a apărut pentru prima dată în 1994 și s-a bazat pe ideea că moleculele biologice pot fi manipulate pentru a realiza operațiuni matematice. Spre deosebire de cipurile electronice, care se bazează pe curent electric, computerele pe ADN utilizează interacțiuni biochimice ale bazelor genetice pentru a procesa informații.

Aceste „mașini moleculare” au un potențial uriaș: ar putea analiza volume imense de date biologice, rezolva probleme matematice extrem de dificile și chiar stoca cantități uriașe de informații într-un spațiu infim. Totuși, un obstacol major a fost lipsa unei surse de energie fiabile. Molecula ATP – combustibilul natural al celulelor – a fost testată, dar rezultatele au fost instabile. Alte încercări de a folosi cicluri termice erau prea sensibile la variațiile moleculare.

Cerere de căsătorie surpriză la „Mireasa”. Un cuplu contestat s-a logodit, după câteva săptămâni de relație: „Promit că o să încerc să te fac fericit”

Horoscop 5 decembrie 2025. O zodie primește o nouă șansă, norocul e de partea ei

Studiul condus de bioinginerul Lulu Qian de la California Institute of Technology propune o soluție elegantă: utilizarea căldurii pentru a menține circuitele ADN active. Cercetătorii s-au inspirat din ipoteze privind originile vieții, conform cărora primele reacții chimice de pe Pământ ar fi fost alimentate de ciclurile de temperatură dintre roci vulcanice fierbinți și apa rece a mărilor.

ADN-ul ca „baterie” biologică reîncărcată cu căldură

Echipa de cercetare a reușit să creeze circuite moleculare instabile, aflate într-o stare de dezechilibru termic. În această stare, moleculele de ADN absorb energie pe măsură ce sistemul tinde să revină la echilibru, funcționând practic ca un rezervor energetic.

Procesul este relativ simplu: la temperaturi ridicate, moleculele de ADN se separă în catene simple. Când sistemul este răcit, acestea revin la forma lor inițială, resetând circuitul. Prin repetarea ciclului de încălzire-răcire, circuitele se reîncarcă în câteva minute, asemenea unei baterii care poate fi refolosită la nesfârșit.

„Spre deosebire de bateriile chimice, acest tip de reîncărcare nu lasă aproape deloc energie irosită”, explică Lulu Qian. În plus, căldura este o resursă omniprezentă și ușor de accesat, ceea ce face ca metoda să fie extrem de practică.

În cadrul experimentelor, cercetătorii au demonstrat că această tehnică este suficient de robustă pentru a alimenta un set de calcule într-un computer ADN ce implicau peste 200 de molecule diferite. Sistemul a rezistat la cel puțin 16 cicluri de calcul consecutive, ceea ce sugerează o stabilitate mult mai mare decât metodele testate anterior.

Implicații pentru viitorul tehnologiei și al biologiei sintetice

Această descoperire nu înseamnă doar o nouă cale pentru dezvoltarea computerelor moleculare, ci și un pas important în bioinginerie și nanotehnologie. Dacă mașinile moleculare pot fi alimentate constant prin surse termice, atunci ele ar putea funcționa independent pentru perioade lungi de timp.

Lulu Qian descrie scenariul astfel: „Este ca și cum mașinile autonome s-ar duce singure la stații de încărcare. În viitor, moleculele ar putea să se reîncarce singure la stații de căldură.”

Aplicațiile sunt vaste: de la stocarea datelor într-o formă extrem de compactă și durabilă, până la rezolvarea unor probleme complexe de analiză genetică sau bioinformatică. Mai mult, sistemele de acest tip ar putea fi utilizate pentru a înțelege mai bine procesele care au dus la apariția vieții pe Pământ, reproducând în laborator condițiile timpurii în care reacțiile chimice au fost stimulate de variații de temperatură.

Deși tehnologia este încă în fază incipientă, descoperirea unei metode de alimentare stabile și regenerabile deschide noi orizonturi pentru calculul molecular. Dacă în prezent cipurile de siliciu domină lumea digitală, viitorul ar putea include computere biologice, capabile să lucreze cu informația într-un mod natural, flexibil și mult mai eficient energetic.

Noile circuite ADN alimentate cu căldură arată că biologia și tehnologia se pot întâlni într-un punct comun revoluționar. În timp ce calculatoarele tradiționale se luptă cu limitele fizice ale siliciului, computerele moleculare ar putea deschide o eră în care informația este stocată și procesată direct prin mecanismele fundamentale ale vieții.