Исследователи Гарвардского университета создали полупроводниковый чип, способный одновременно синтезировать десятки различных последовательностей ДНК. Разработка объединяет микроэлектронику и биотехнологии: электрические импульсы управляют химическими реакциями на поверхности устройства, а сама запись генетического материала происходит в воде с помощью ферментов. Работа, опубликованная в журнале Nature Electronics, демонстрирует параллельный синтез 64 уникальных цепочек ДНК длиной до 39 нуклеотидов. Для ферментативного метода это новый ориентир: предыдущие системы обычно могли создавать одновременно не более примерно двенадцати последовательностей. Статья была опубликована 17 июня 2026 года, а проект объединил специалистов Гарварда, Broad Institute, компании DNA Script и южнокорейского университета POSTECH.
Сегодня синтетическая ДНК используется в медицинской диагностике, генной инженерии, исследованиях рака и создании биологических препаратов. Учёным регулярно требуются короткие фрагменты с заранее заданной последовательностью: они могут служить праймерами, зондами, элементами генетических конструкций или основой для экспериментов. Чем быстрее и доступнее будет их производство, тем проще станет проверять новые гипотезы и разрабатывать персонализированные методы диагностики. Основным промышленным методом остаётся фосфорамидитный синтез. Он позволяет массово производить миллионы последовательностей, однако требует опасных органических растворителей, сложного оборудования и централизованных лабораторий. Компактная ферментативная система потенциально могла бы перенести часть процесса непосредственно в исследовательские центры и снизить зависимость от крупных производственных площадок.
Читайте также
CoinEx и Иран: как через криптобиржу прошли $3,84 млрд в обход санкций
Как кремниевый чип записывает ДНК
На поверхности устройства расположены участки синтеза, каждый из которых окружён двумя кольцевыми электродами. Внутренний электрод создаёт протоны и локально снижает уровень pH. Кислая среда снимает временную защитную группу с растущей молекулы ДНК, после чего к цепочке можно добавить следующий нуклеотид. Внешний электрод поглощает распространяющиеся протоны и не позволяет реакции затронуть соседние участки. Благодаря точному управлению током чип активирует только нужные зоны и шаг за шагом формирует разные последовательности. «Мы задумались, можно ли перенаправить тот же контроль тока от клеток к молекулам. Это сработало», — объяснил руководитель исследования Донхи Хэм. Изначально электроника создавалась для регистрации активности больших групп нейронов, но после изменения конструкции электродов её удалось приспособить для синтеза ДНК.
ДНК как носитель цифровых данных
Одним из наиболее перспективных направлений может стать хранение цифровой информации в ДНК. В эксперименте учёные закодировали в 64 созданных последовательностях текст объёмом 169 байт. ДНК рассматривается как потенциально плотный и долговечный носитель, однако для создания реальных архивов потребуется производить несравнимо больше последовательностей — быстро, дёшево и с минимальным количеством ошибок. Именно при таком масштабе водный процесс без большого объёма растворителей может получить особое преимущество.
Главное препятствие связано с химией
Пока технология далека от замены существующих ДНК-принтеров. Исследователи попытались увеличить плотность участков на чипе, но реакции начали мешать друг другу. Причина оказалась не в электронике: промежуточные молекулы, возникающие во время удаления защитных групп, перемещались к соседним зонам. «Ограничение связано с химией депротекции, а не с кремнием», — отметил соавтор работы Хан Сэ Чон. Следующим шагом станет разработка более прямой кислотно-управляемой реакции, которая позволит размещать точки синтеза ближе друг к другу. Если эту проблему удастся решить, компактные кремниевые устройства смогут сделать производство синтетической ДНК безопаснее, доступнее и масштабнее. В перспективе технология может привести к появлению портативных систем, способных создавать нужные генетические последовательности непосредственно в лабораториях, клиниках и исследовательских центрах.
Меню 
Знания 
События 
Новости 
Курсы валют