L'ordinateur à ADN est une des voies non électroniques actuellement explorées pour résoudre des problèmes combinatoires. Il ne prétend pas à la généralité et à la flexibilité d'un ordinateur général. Il s'agit plutôt d'un dispositif spécialisé comme peut l'être un processeur graphique, une carte son ou un convolveur. Son principe, énoncé par Leonard Adleman en 1994, « consiste à coder une instance du problème avec des brins d'ADN et à les manipuler par les outils classiques de la biologie moléculaire pour simuler les opérations qui isoleront la solution du problème, si celle-ci existe. »
vignette|Leonard Adleman
Ce domaine a été initialement développé par Leonard Adleman de l’université de Californie du Sud, en 1994. Adleman a démontré le concept de l’utilisation de l’ADN comme une forme de calcul pour résoudre un problème du chemin hamiltonien à sept points. Depuis les premières expériences d’Adleman, des progrès ont été faits et on a pu prouver que diverses machines de Turing étaient constructibles.
Bien que l'intérêt initial ait été l'utilisation de cette approche pour résoudre les problèmes , on a vite réalisé que certains concepts ne sont pas les plus adaptés pour ce type de calcul, et plusieurs propositions ont été faites pour trouver une "killer application" de cette approche. En 1997, l'informaticien Mitsunori Ogihara qui travaillait avec le biologiste Animesh Ray a suggéré une de ces killer application comme étant l'évaluation des circuits booléens.
En 2002, des chercheurs de l'Institut Weizmann à Rehovot, Israël, ont élaboré une machine informatique moléculaire programmable, composée d'enzymes et de molécules d'ADN au lieu de puces électroniques en silicium. Le 28 avril 2004, , Yaakov Benenson, Binyamin Gil, Uri Ben-Dor, et Rivka Adar de l'Institut Weizmann ont annoncé dans la revue Nature qu'ils avaient construit un ordinateur ADN couplé avec un module d'entrée et de sortie, théoriquement capable de diagnostiquer l'activité cancéreuse dans une cellule, et de produire un médicament anti-cancer au moment du diagnostic.
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Biological computers use biologically derived molecules — such as DNA and/or proteins — to perform digital or real computations. The development of biocomputers has been made possible by the expanding new science of nanobiotechnology. The term nanobiotechnology can be defined in multiple ways; in a more general sense, nanobiotechnology can be defined as any type of technology that uses both nano-scale materials (i.e. materials having characteristic dimensions of 1-100 nanometers) and biologically based materials.
Un ordinateur est un système de traitement de l'information programmable tel que défini par Alan Turing et qui fonctionne par la lecture séquentielle d'un ensemble d'instructions, organisées en programmes, qui lui font exécuter des opérations logiques et arithmétiques. Sa structure physique actuelle fait que toutes les opérations reposent sur la logique binaire et sur des nombres formés à partir de chiffres binaires.
A molecular logic gate is a molecule that performs a logical operation based on one or more physical or chemical inputs and a single output. The field has advanced from simple logic systems based on a single chemical or physical input to molecules capable of combinatorial and sequential operations such as arithmetic operations (i.e. moleculators and memory storage algorithms). Molecular logic gates work with input signals based on chemical processes and with output signals based on spectroscopic phenomena.
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DNA-based nanomaterials are gaining popularity as uniform and programmable bioengineering tools as a result of recent solutions to their weak stability under biological conditions. The DNA nanotechnology platform uniquely allows decoupling of engineering p ...
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