Научниците ја претворија ДНК во логички порти: е направен чекор кон хемиски компјутери

Група научници предводени од истражувачи од Калифорнискиот технолошки институт успеаја да направат мал, но значаен чекор во развојот на произволно програмибилни хемиски компјутери. Како основни компјутерски елементи во ваквите системи се користат ДНК множества, кои по својата природа имаат способност да се самоорганизираат и растат. Сè што е потребно за извршување на компјутерските системи засновани на ДНК е топла соленкава вода, алгоритам за раст кодиран со ДНК и основни стандардни групи на ДНК секвенци.

Досега „пресметките“ со ДНК се вршеа строго користејќи која било секвенца. За произволни пресметки, постојните методи не беа соодветни. Научниците од Калтек (Caltech) беа во можност да го надминат ова ограничување и претставија технологија која може да изврши произволни алгоритми користејќи еден основен сет на условно логични ДНК елементи и примерок од 355 основни ДНК секвенци одговорни за алгоритмот за „пресметување“ - аналогно на компјутерските инструкции . Во солен раствор се внесуваат логично „семе“ и збир на „инструкции“, по што започнува пресметката - склопување на низата.

Основниот елемент или „семе“ е ДНК набор (оригами ДНК) - тоа е наноцевка долга 150 nm и дијаметар од 20 nm. Структурата на „семето“ останува речиси непроменета без оглед на алгоритмот што ќе се пресметува. Периферијата на „семето“ е формирана на таков начин што склопувањето на секвенците на ДНК започнува на нејзиниот крај. Познато е дека растечката нишка на ДНК е составена од секвенци кои одговараат на предложените секвенци во однос на молекуларната структура и хемискиот состав, а не случајно. Бидејќи периферијата на „семето“ е претставена во форма на шест условни вентили, каде што секој вентил има два влеза и два излеза, растот на ДНК почнува да се потчинува на дадена логика (алгоритам) која, како што е споменато погоре, е претставена со дадена збир на секвенци на ДНК сместени во раствор од 355 основни опции.

Научниците во текот на експериментите покажаа можност за извршување на 21 алгоритам, вклучувајќи броење од 0 до 63, избор на лидер, одредување на поделба со три и други, иако сè не е ограничено на овие алгоритми. Процесот на пресметка се одвива чекор по чекор, бидејќи нишките на ДНК растат на сите шест излези на „семето“. Овој процес може да трае од еден до два дена. Потребно е значително помалку време за да се направи „семе“ - од еден час до два. Резултатот од пресметките може да се види со свои очи под електронски микроскоп. Цевката се расплетува во лента, а на лентата, на местата на секоја вредност „1“ на ДНК секвенцата, е прикачена протеинска молекула видлива под микроскоп. Нулите не се видливи под микроскоп.

Се разбира, во презентираната форма, технологијата е далеку од извршување на полноправни пресметки. Досега изгледа како читање лента од телетип, протегана на два дена. Сепак, технологијата функционира и остава многу простор за подобрување. Стана јасно во која насока можете да се движите и што треба да се направи за да се доближат хемиските компјутери.

Извор: 3dnews.ru