Група навукоўцаў пад кіраўніцтвам даследчыкаў з Каліфарнійскага тэхналагічнага ўніверсітэта змагла зрабіць невялікі, але значны крок у распрацоўцы адвольна праграмуемых хімічных кампутараў. У якасці базавых вылічальных элементаў у такіх сістэмах выкарыстоўваюцца наборы ДНК, якія па сваёй прыроднай сутнасці валодаюць здольнасцю да самаарганізацыі і росту. Усё, што трэба для працы вылічальных сістэм на аснове ДНК - гэта цёплая саланаватай вада, закадаваны ў ДНК алгарытм росту і базавыя стандартныя наборы ДНК-паслядоўнасцяў.
Да гэтага часу "вылічэнні" з дапамогай ДНК праводзіліся строга з выкарыстаннем якой-небудзь адной паслядоўнасці. Для адвольных вылічэнняў дзейныя методыкі не падыходзілі. Навукоўцы з Калтэха (Caltech) змаглі пераадолець гэтае абмежаванне і прадставілі тэхналогію, якая можа выконваць адвольныя алгарытмы, выкарыстоўваючы адзін базавы набор з умоўна лагічных ДНК-элементаў і якая адказвае за алгарытм «разліку» выбарку з 355 базавых ДНК-паслядоўнасцяў – аналага кампутарных інструкцый. У солевы раствор уносіцца лагічнае "сямя" і набор "інструкцый", пасля чаго пачынаецца разлік ― зборка паслядоўнасці.
Базавы элемент або "сямя" ўяўляе сабой ДНК-згортку (ДНК арыгамі) - гэта нанатрубка даўжынёй 150 нм і дыяметрам 20 нм. Структура "семені" застаецца практычна нязменнай незалежна ад алгарытму, які будзе вылічацца. Перыферыя "семені" сфарміравана такім чынам, што на яго заканчэнні стартуе зборка паслядоўнасцяў ДНК. Якая расце нітка ДНК, як вядома, збіраецца з паслядоўнасцяў, якія па малекулярнай структуры і хімічным складзе падыходзяць прапанаваным паслядоўнасцям, а не выпадковым чынам. Паколькі перыферыя «семені» прадстаўлена ў выглядзе шасці ўмоўных вентыляў, дзе кожны вентыль валодае двума ўваходамі і двума выхадамі, рост ДНК пачынае падпарадкоўвацца зададзенай логіцы (алгарытму) які, як ужо сказана вышэй, прадстаўлены змешчаным у раствор зададзеным наборам ДНК-паслядоўнасцяў з 355 базавых. варыянтаў.
Навукоўцы падчас досведаў паказалі магчымасць выканання 21 алгарытму, уключаючы рахунак ад 0 да 63, выбар лідэра, вызначэнне дзялення на тры і іншыя, хоць гэтымі алгарытмамі ўсё не абмяжоўваецца. Працэс вылічэння ідзе крок за крокам, па меры росту нітак ДНК на ўсіх шасці выхадах "семені". Гэты працэс можа займаць ад адных да двух сутак. На выраб «семені» ідзе істотна менш часу - ад гадзіны да двух. Вынік разлікаў можна на свае вочы ўбачыць пад электронным мікраскопам. Трубка разгортваецца ў стужку, а на стужцы ў месцах кожнага значэння "1" на паслядоўнасці ДНК далучаецца бачная ў мікраскоп малекула пратэіна. Нулі ў мікраскоп не бачныя.
Безумоўна, у прадстаўленым выглядзе тэхналогія далёкая ад выканання паўнавартасных разлікаў. Пакуль гэта падобна на чытанне стужкі з тэлетайпа, расцягнутае на двое сутак. Тым не менш, тэхналогія працуе і пакідае за сабой шырокае поле для ўдасканалення. Стала зразумела ў якім напрамку можна рухацца, і што неабходна рабіць для набліжэння хімічных кампутараў.
Крыніца: 3dnews.ru