فريق بحث من ETH Zurich في سويسرا أول معالج ثنائي النواة صناعيًا على الإطلاق في خلية بشرية. للقيام بذلك، استخدموا طريقة CRISPR-Cas9، المستخدمة على نطاق واسع في الهندسة الوراثية، عندما تقوم بروتينات Cas9، باستخدام الإجراءات الخاضعة للرقابة والمبرمجة، بتعديل أو تذكر أو فحص الحمض النووي الغريب. وبما أن الإجراءات يمكن برمجتها، فلماذا لا نعدل طريقة كريسبر لتعمل بشكل مشابه للبوابات الرقمية؟
تمكن العلماء السويسريون بقيادة قائد المشروع البروفيسور مارتن فوسنيجر من إدخال تسلسلين من الحمض النووي كريسبر من نوعين مختلفين من البكتيريا إلى خلية بشرية. تحت تأثير بروتين Cas9 واعتمادًا على سلاسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) الموردة للخلية، أنتجت كل تسلسل بروتينًا فريدًا خاصًا به. وهكذا، حدث ما يسمى بالتعبير المتحكم فيه عن الجينات، عندما يتم إنشاء منتج جديد - البروتين أو الحمض النووي الريبي (RNA) على أساس المعلومات المسجلة في الحمض النووي. وبالقياس على الشبكات الرقمية، يمكن تمثيل العملية التي طورها العلماء السويسريون على أنها نصف مجمّع منطقي بمدخلين ومخرجين. تعتمد إشارة الخرج (متغير البروتين) على إشارتي دخل.
ولا يمكن مقارنة العمليات البيولوجية في الخلايا الحية بدوائر الحوسبة الرقمية من حيث سرعة التشغيل. لكن الخلايا يمكنها العمل بأعلى درجة من التوازي، حيث تعالج ما يصل إلى 100 ألف جزيء في المرة الواحدة. تخيل الأنسجة الحية مع الملايين من "المعالجات" ثنائية النواة. يمكن لمثل هذا الكمبيوتر أن يوفر أداءً رائعًا حتى وفقًا للمعايير الحديثة. ولكن حتى لو وضعنا جانباً مسألة إنشاء أجهزة كمبيوتر عملاقة "مستقيمة"، فإن الكتل المنطقية الاصطناعية المدمجة في جسم الإنسان يمكن أن تساعد في تشخيص وعلاج الأمراض، بما في ذلك السرطان.
يمكن لهذه الكتل معالجة المعلومات البيولوجية في جسم الإنسان كمدخلات وتوليد إشارات تشخيصية وتسلسلات دوائية. فإذا بدأت عملية النقائل، على سبيل المثال، يمكن أن تبدأ الدوائر المنطقية الاصطناعية في إنتاج إنزيمات تثبط السرطان. هناك العديد من التطبيقات لهذه الظاهرة، وتنفيذها يمكن أن يغير الشخص والعالم.
المصدر: 3dnews.ru