BNEWS Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Nature Electronics, đánh dấu bước tiến mới trong sự hội tụ giữa công nghệ bán dẫn, sinh học phân tử và khoa học dữ liệu.
Ngày 21/6, một nhóm nhà khoa học Hàn Quốc và Mỹ cho biết đã phát triển thành công công nghệ tổng hợp ADN bằng chip bán dẫn trong môi trường nước, cho phép tạo đồng thời hàng chục trình tự ADN khác nhau trên cùng một nền tảng silicon.
Theo phóng viên TTXVN tại Seoul, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Donhee Ham thuộc Đại học Harvard (Mỹ) và Giáo sư Jeong Woo Bin thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang (POSTECH) của Hàn Quốc dẫn đầu đã tổng hợp thành công 64 trình tự ADN khác nhau trên một chip bán dẫn. Thành tựu này được đánh giá là bước tiến quan trọng hướng tới sản xuất sinh học quy mô lớn và phát triển công nghệ lưu trữ dữ liệu thế hệ mới dựa trên ADN.
ADN tổng hợp hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như chẩn đoán bệnh, chỉnh sửa gene, phát triển dược phẩm và nghiên cứu ung thư. Tuy nhiên, phần lớn ADN nhân tạo hiện nay vẫn được sản xuất bằng các quy trình hóa học sử dụng dung môi hữu cơ, đòi hỏi cơ sở hạ tầng quy mô lớn và tiềm ẩn tác động đến môi trường.
Trong khi đó, phương pháp tổng hợp ADN bằng enzyme mô phỏng gần hơn quá trình hình thành ADN trong tự nhiên. Quy trình này diễn ra trong môi trường nước, có độ an toàn cao hơn và được xem là giải pháp thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, việc sản xuất ADN với số lượng lớn bằng phương pháp này vẫn gặp nhiều thách thức về mặt công nghệ.Để giải quyết vấn đề trên, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống sử dụng chip bán dẫn nhằm điều khiển chính xác quá trình tổng hợp ADN. Hệ thống mới sử dụng các điện cực siêu nhỏ để tạo môi trường axit cục bộ tại từng vị trí trên bề mặt chip, qua đó kích hoạt quá trình bổ sung và liên kết các nucleotide - đơn vị cấu tạo cơ bản của ADN. Bằng cách kiểm soát dòng điện và độ axit tại từng điểm, các nhà khoa học đã tổng hợp thành công đồng thời 64 chuỗi ADN khác nhau, mở ra khả năng sản xuất ADN hàng loạt trên nền tảng vi điện tử.
Đáng chú ý, trong quá trình nghiên cứu, nhóm cũng xác định được một trong những nút thắt quan trọng của công nghệ tổng hợp ADN bằng enzyme. Kết quả phân tích cho thấy các phân tử trung gian sinh ra trong phản ứng có thể lan sang các vị trí lân cận trên chip, làm ảnh hưởng đến độ chính xác của quá trình tổng hợp.
Theo Giáo sư Donhee Ham, việc xác định rõ nguyên nhân gây cản trở này là cơ sở quan trọng để tiếp tục hoàn thiện công nghệ trong tương lai. Ông cho rằng phương pháp tổng hợp ADN bằng enzyme không chỉ có độ chính xác cao hơn mà còn cho phép tạo ra các chuỗi ADN dài hơn, đồng thời giảm đáng kể tác động đến môi trường khi triển khai ở quy mô công nghiệp.
Bên cạnh ứng dụng trong công nghệ sinh học, nhóm nghiên cứu còn chứng minh tiềm năng sử dụng ADN như một phương tiện lưu trữ dữ liệu. Trong thử nghiệm, các nhà khoa học đã mã hóa thành công 169 byte dữ liệu văn bản vào 64 chuỗi ADN được tổng hợp trên chip.
Lưu trữ dữ liệu bằng ADN đang thu hút sự quan tâm của cộng đồng khoa học quốc tế nhờ mật độ lưu trữ vượt trội và khả năng bảo quản thông tin trong thời gian rất dài so với các thiết bị bán dẫn hiện nay. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ trở thành giải pháp cho các hệ thống lưu trữ dữ liệu quy mô lớn trong tương lai.
Giáo sư Jeong Woo Bin, tác giả chính của nghiên cứu, cho rằng khả năng tổng hợp đồng thời số lượng lớn chuỗi ADN là điều kiện tiên quyết để thương mại hóa công nghệ lưu trữ dữ liệu ADN. Theo ông, nếu năng lực sản xuất tiếp tục được mở rộng, đây có thể trở thành phương thức lưu trữ dữ liệu hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn nhiều so với các công nghệ hiện có.
Trong khi đó, Giáo sư Ham nhận định lưu trữ ADN đặc biệt phù hợp với các hệ thống lưu trữ lạnh, nơi dữ liệu cần được bảo quản trong thời gian dài. Ông cho rằng khi nhu cầu lưu trữ toàn cầu tiếp tục gia tăng và chi phí công nghệ giảm xuống, các phương pháp tổng hợp ADN bằng enzyme trong môi trường nước sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Nature Electronics, đánh dấu bước tiến mới trong sự hội tụ giữa công nghệ bán dẫn, sinh học phân tử và khoa học dữ liệu./.
Tin liên quan
SK hynix cung cấp mẫu chip nhớ AI thế hệ mới cho các khách hàng lớn
HBM là dòng chip nhớ băng thông cao được sử dụng trong các bộ xử lý AI, trung tâm dữ liệu và siêu máy tính.
Tin cùng chuyên mục
-
Công nghệRa mắt ứng dụng chuyển đổi số cấp xã, kết nối giải pháp cho người dân
Bộ Khoa học và Công nghệ ra mắt ứng dụng chuyển đổi số cấp xã, giúp cán bộ cơ sở, doanh nghiệp, hộ kinh doanh và người dân tìm giải pháp, học kỹ năng và kết nối tư vấn.
-
Công nghệĐưa tiện ích số đến vùng đồng bào dân tộc
Khi công nghệ số được ứng dụng vào từng quầy hàng, từng giao dịch mua bán, thì chuyển đổi số không còn là khái niệm mà trở thành những tiện ích cụ thể, thiết thực trong đời sống hằng ngày.
-
Công nghệHỗ trợ người dân tiếp cận kỹ năng số
Theo UBND tỉnh Gia Lai, sau quá trình sắp xếp tổ chức bộ máy và đơn vị hành chính, toàn tỉnh hiện có 135 Tổ Công nghệ số cộng đồng với 2.599 thành viên.
-
Công nghệCà Mau chuyển học tập số từ "biết” sang "làm được”
Cà Mau không đặt mục tiêu mỗi người trở thành chuyên gia về công nghệ, tỉnh chỉ cần mỗi người dân biết sử dụng công nghệ một cách an toàn, hiệu quả và có ích cho chính mình và cho xã hội.
-
Công nghệCà Mau tìm động lực tăng trưởng mới từ công nghệ số
Ngày 8/10, Sở Khoa học và Công nghệ Cà Mau phối hợp tổ chức hội thảo cơ chế, chính sách ưu đãi và cơ hội đầu tư trong lĩnh vực công nghiệp công nghệ số, động lực chuyển đổi số cho tăng trưởng.
-
Công nghệNgày Chuyển đổi số quốc gia: Động lực phát triển kinh tế số và đô thị thông minh
Ngày 8/10, thành phố Hải Phòng đã tổ chức Diễn đàn chuyển đối số Hải Phòng 2026 với chủ đề “Dữ liệu – AI – Tự động hóa: Động lực chiến lược cho phát triển kinh tế số và đô thị thông minh”.
-
Công nghệAnthropic mở rộng thử nghiệm các mô hình AI mạnh nhất
Theo Anthropic, trong khuôn khổ Project Glasswing, các đối tác của công ty đã phát hiện ít nhất 129.000 lỗ hổng bảo mật được xác minh từ tháng 4 đến tháng 7 vừa qua.
-
Công nghệLan tỏa công nghệ số giúp phụ nữ kết nối và hội nhập
Theo Hội Liên hiệp Phụ nữ thành phố Cần Thơ, thời gian qua, nhiều mô hình mới về chuyển đổi số, bình dân học vụ số được hình thành, góp phần nâng cao năng lực số cho phụ nữ và cộng đồng.
-
Công nghệChuyển đổi số trong xây dựng chuỗi liên kết sản xuất nông nghiệp
Không còn phụ thuộc vào kinh nghiệm thủ công hay phương thức canh tác truyền thống, ngành Nông nghiệp Đồng Nai đang từng bước chuyển mình mạnh mẽ nhờ làn sóng chuyển đổi số.












