つまり「1 文字=4種類の分子の 連結パターン(1文字あたりに4分子を使用して表現した)」としたわけです。

具体的にはDNAの4文字(A・T・G・C)の代りとしてフェロセン誘導体を側鎖にもつリジン由来モノマー(M1〜M4) が使われました。

M1:トリアゾール基で修飾したフェロセン

M2:アミド基付きフェロセン

M3:ブロモ基とアミド基を持つフェロセン

M4:シアノ基とアミド基を持つフェロセン

この4種類を組み合わせることで256通りのユニークなコード(文字)を表現でき、標準的なキーボード入力の全て(ASCIIの拡張文字セットを含む幅広い記号)に対応可能となりました。

次に、研究チームはこの化学アルファベットを使い「Dh&@dR%P0W¢」という11文字のパスワードを分子に書き込む実験を行いました。(※Dh&@dR%P0W¢は「password777」や「123456789」といった単純なものではなくかなりしっかりしたパスワードと言えるでしょう。)

具体的には、パスワードの各文字を割り当てられた4分子の配列に変換し、11本の短い分子鎖を合成したのです。

各分子鎖は 1 文字ぶんの情報を担い、11 本すべてをそろえることでパスワードの全文字列が完成します。

では、どのようにして分子から文字を読み取るのでしょうか。

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図は「文字→数字→分子ビーズ→電気信号→数字→文字」という文字や数字のデータを分子の鎖に「書き込んで」から「読み出す」までの流れを一枚絵で示したものです。まず左端では、パソコンに入力された文字が 0 と 1 の数字列に置き換えられ、それぞれが 256 文字ぶんの “化学アルファベット” と対応づけられます。続いてその数字列は 4 色のビーズに見立てた 4 種類のフェロセン系モノマー(M1〜M4)の並びに変換され、首飾りのような分子鎖として自動合成機の中で連結されます。真ん中の工程では、出来あがった鎖を試験管に入れ、鎖の端からモノマーを 1 粒ずつ外す化学反応を起こします。モノマーが溶液中に離れるたび、各モノマー固有の酸化還元反応が電極に微小な電流の「チップ音」のような信号を与え、それを差動パルスボルタンメトリーという方法で連続的に測定します。右端では、その電気信号の時間軸上の並びを解析ソフトが“ビーズの並び順”に再変換し、もとの 0・1 の数字列を復元、最終的に文字へとデコードしてパスワードが画面に表示されます。/Credit:Bipin Pandey et al . Chem (2025)