2나노 반도체보다 작은 DNA 분자 컴퓨터
바이오 컴퓨팅 응용 기대
최영재 KAIST 공학생물학대학원 교수 연구팀이 DNA를 기반으로 한 바이오 트랜지스터를 개발했다. [사진=KAIST]
국내 연구팀이 DNA를 활용해 계산과 기억을 동시에 수행하는 '초미세 분자 컴퓨터'를 구현했다. 기존 반도체 공정 한계를 넘어서는 차세대 컴퓨팅 기술로 주목된다.
KAIST(총장 이광형)는 최영재 공학생물학대학원 교수 연구팀이 DNA 기반 바이오 트랜지스터를 개발하고, 이를 통해 연산과 정보 저장이 가능한 분자 회로를 구현했다고 22일 밝혔다.
이번 성과는 반도체 미세화가 2나노미터 수준에 근접하며 물리적 한계에 도달하는 상황에서, 분자 단위 정보 처리 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다. DNA는 염기 간 간격이 약 0.34나노미터로 초고집적 정보 처리 소재로 평가받아 왔다.
기존 DNA 회로는 한 번 반응하면 소모되는 '일회성' 구조로, 연속적인 연산이나 복잡한 정보 처리에 한계가 있었다. 연구팀은 입력 신호에 따라 DNA 분자의 결합과 분리를 제어하고, 변화된 상태를 유지하도록 설계해 정보 저장 기능을 구현했다. 이를 통해 초기화 없이 이전 상태를 유지하며 연산을 이어가는 리셋 없는(reset-free) 회로를 구현했다.
특히 이번 연구는 반도체의 핵심 소자인 트랜지스터 기능을 DNA 수준에서 구현한 것으로, 분자가 스스로 정보를 처리하고 기억하는 ‘지능형 바이오 시스템’ 기반을 마련했다는 평가다.
최영재 교수는 "이번 연구는 DNA를 활용한 ‘분자 컴퓨터’ 구현 가능성을 한 단계 끌어올린 사례"라며 "바이오 컴퓨팅과 의료 기술 분야 전반에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구에는 KAIST와 GIST 연구진이 공동 참여했으며, 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 지난 4월 1일 게재됐다.
[참고자료]
논문명: Reset-free DNA logic circuits for real-time input processing and memory.
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