カリフォルニア工科大学の研究者が率いる科学者チームは、自由にプログラム可能な化学コンピューターの開発において、小さいながらも重要な一歩を踏み出すことができました。 このようなシステムの基本的な計算要素として、DNA のセットが使用されます。DNA は、その自然な本質により、自己組織化して成長する能力を持っています。 DNA ベースのコンピューティング システムが動作するために必要なのは、温かい汽水、DNA にエンコードされた成長アルゴリズム、および DNA 配列の基本セットだけです。
これまで、DNA による「計算」は厳密に単一の配列を使用して行われてきました。 現在の方法は任意の計算には適していませんでした。 カリフォルニア工科大学の科学者たちは、この制限を克服することができ、条件付き論理 DNA 要素の 355 つの基本セットと、コンピューター命令の類似物である「計算」アルゴリズムを担当する XNUMX 個の基本 DNA 配列のサンプルを使用して、任意のアルゴリズムを実行できるテクノロジーを発表しました。 論理的な「シード」と一連の「命令」が食塩水に導入され、その後、計算、つまりシーケンスの組み立てが始まります。
基本要素または「シード」は DNA の折り目 (DNA 折り紙)、つまり長さ 150 nm、直径 20 nm のナノチューブです。 「シード」の構造は、計算されるアルゴリズムに関係なく、実質的に変わりません。 「シード」の周囲は、その最後で DNA 配列の組み立てが始まるように形成されます。 成長する DNA 鎖は、ランダムではなく、分子構造と化学組成において提案された配列と一致する配列から組み立てられることが知られています。 「シード」の周囲は 355 つの条件付きゲートの形式で表され、各ゲートには XNUMX つの入力と XNUMX つの出力があるため、DNA の成長は、前述したように、次のように表される所定のロジック (アルゴリズム) に従い始めます。 XNUMX 個の基本的な DNA 配列からなる特定のセットをソリューション オプションに配置します。
科学者らは実験中に、21から0までの数え方、リーダーの選択、63による除算の決定などを含む1のアルゴリズムを実行できる可能性を示しましたが、すべてがこれらのアルゴリズムに限定されるわけではありません。 DNA 鎖が「シード」の XNUMX つの出力すべてで成長するにつれて、計算プロセスは段階的に進みます。 このプロセスには XNUMX ～ XNUMX 日かかる場合があります。 「シード」の作成にかかる時間は XNUMX 時間から XNUMX 時間と大幅に短縮されます。 計算結果は電子顕微鏡で自分の目で見ることができます。 チューブは展開されてテープ状になり、テープ上の DNA 配列の各「XNUMX」値の位置に、顕微鏡で見えるタンパク質分子が付着します。 ゼロは顕微鏡では見えません。
もちろん、このテクノロジーは、提示されている形式では、本格的な計算を実行するには程遠いです。 ここまでのところ、XNUMX 日にわたって延びたテレタイプのテープを読み上げるようなものです。 ただし、このテクノロジーは機能しており、改善の余地がたくさんあります。 私たちがどの方向に進むことができるか、そして化学コンピューターを近づけるために何をする必要があるかが明らかになりました。
出所： 3dnews.ru