ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഡിഎൻഎയെ ലോജിക് ഗേറ്റുകളാക്കി: കെമിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലേക്കുള്ള ഒരു ചുവട്

സ്വതന്ത്രമായി പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന കെമിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ വികസനത്തിൽ ചെറുതും എന്നാൽ പ്രധാനപ്പെട്ടതുമായ ഒരു ചുവടുവെപ്പ് നടത്താൻ കാൽടെക് സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകരുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു സംഘം ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കഴിഞ്ഞു. അത്തരം സിസ്റ്റങ്ങളിലെ അടിസ്ഥാന കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ഘടകങ്ങളായി, ഡിഎൻഎയുടെ സെറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവയുടെ സ്വാഭാവിക സത്തയാൽ സ്വയം സംഘടിപ്പിക്കാനും വളരാനുമുള്ള കഴിവുണ്ട്. ഡിഎൻഎ അധിഷ്‌ഠിത കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സംവിധാനങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായത് ഊഷ്മളവും ഉപ്പുവെള്ളവും, ഡിഎൻഎയിൽ എൻകോഡ് ചെയ്‌തിരിക്കുന്ന വളർച്ചാ അൽഗോരിതം, ഡിഎൻഎ സീക്വൻസുകളുടെ ഒരു അടിസ്ഥാന സെറ്റ് എന്നിവയാണ്.

ഇതുവരെ, ഡിഎൻഎ ഉപയോഗിച്ചുള്ള "കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്" കർശനമായി ഒരു ശ്രേണി ഉപയോഗിച്ചാണ് ചെയ്തിരുന്നത്. നിലവിലെ രീതികൾ ഏകപക്ഷീയമായ കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്ക് അനുയോജ്യമല്ല. കാൽടെക്കിൽ നിന്നുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഈ പരിമിതി മറികടക്കാൻ കഴിഞ്ഞു, കൂടാതെ ഒരു അടിസ്ഥാന സോപാധിക ലോജിക്കൽ ഡിഎൻഎ ഘടകങ്ങളും "കണക്കുകൂട്ടൽ" അൽഗോരിതത്തിന് ഉത്തരവാദികളായ 355 അടിസ്ഥാന ഡിഎൻഎ സീക്വൻസുകളുടെ സാമ്പിളും ഉപയോഗിച്ച് അനിയന്ത്രിതമായ അൽഗോരിതം നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യ അവതരിപ്പിച്ചു - കമ്പ്യൂട്ടർ നിർദ്ദേശങ്ങളുടെ അനലോഗ്. ഒരു ലോജിക്കൽ "വിത്ത്", ഒരു കൂട്ടം "നിർദ്ദേശങ്ങൾ" എന്നിവ സലൈൻ ലായനിയിൽ അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, അതിനുശേഷം കണക്കുകൂട്ടൽ ആരംഭിക്കുന്നു-ക്രമത്തിന്റെ അസംബ്ലി.

അടിസ്ഥാന ഘടകം അല്ലെങ്കിൽ "വിത്ത്" ഒരു DNA ഫോൾഡ് (DNA ഒറിഗാമി) ആണ് - 150 nm നീളവും 20 nm വ്യാസവുമുള്ള ഒരു നാനോട്യൂബ്. കണക്കാക്കുന്ന അൽഗോരിതം പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ "വിത്തിന്റെ" ഘടന ഫലത്തിൽ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു. "വിത്തിന്റെ" ചുറ്റളവ് അതിന്റെ അവസാനം ഡിഎൻഎ സീക്വൻസുകളുടെ അസംബ്ലി ആരംഭിക്കുന്ന വിധത്തിലാണ് രൂപപ്പെടുന്നത്. തന്മാത്രാ ഘടനയിലും രാസഘടനയിലും നിർദിഷ്ട അനുക്രമങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ക്രമങ്ങളിൽ നിന്നാണ് ഡിഎൻഎയുടെ വളരുന്ന ഇഴകൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെടുന്നത്, അല്ലാതെ ക്രമരഹിതമായിട്ടല്ല. ഓരോ ഗേറ്റിനും രണ്ട് ഇൻപുട്ടുകളും രണ്ട് ഔട്ട്പുട്ടുകളും ഉള്ള ആറ് സോപാധിക ഗേറ്റുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് "വിത്ത്" എന്നതിന്റെ ചുറ്റളവ് പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത് എന്നതിനാൽ, ഡിഎൻഎയുടെ വളർച്ച മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, നൽകിയിരിക്കുന്ന ഒരു ലോജിക്ക് (അൽഗോരിതം) അനുസരിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. സൊല്യൂഷൻ ഓപ്‌ഷനുകളിൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള 355 അടിസ്ഥാന ഡിഎൻഎ സീക്വൻസുകളുടെ ഒരു നിശ്ചിത സെറ്റ്.

പരീക്ഷണങ്ങൾക്കിടയിൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞർ 21 മുതൽ 0 വരെയുള്ള എണ്ണൽ, ഒരു നേതാവിനെ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ, മൂന്നിന്റെയും മറ്റുള്ളവരുടെയും വിഭജനം എന്നിവയുൾപ്പെടെ 63 അൽഗോരിതങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കാനുള്ള സാധ്യത കാണിച്ചു, എന്നിരുന്നാലും എല്ലാം ഈ അൽഗോരിതങ്ങളിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല. "വിത്തിന്റെ" ആറ് ഔട്ട്പുട്ടുകളിലും DNA സ്ട്രോണ്ടുകൾ വളരുന്നതിനാൽ കണക്കുകൂട്ടൽ പ്രക്രിയ പടിപടിയായി മുന്നോട്ട് പോകുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ഒന്ന് മുതൽ രണ്ട് ദിവസം വരെ എടുത്തേക്കാം. ഒരു "വിത്ത്" നിർമ്മിക്കുന്നതിന് വളരെ കുറച്ച് സമയമെടുക്കും - ഒരു മണിക്കൂർ മുതൽ രണ്ട് വരെ. കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ ഫലം ഒരു ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ നിങ്ങളുടെ സ്വന്തം കണ്ണുകളാൽ കാണാൻ കഴിയും. ട്യൂബ് ഒരു ടേപ്പിലേക്ക് വികസിക്കുന്നു, ടേപ്പിൽ, ഡിഎൻഎ ശ്രേണിയിലെ ഓരോ “1” മൂല്യത്തിന്റെയും സ്ഥാനങ്ങളിൽ, ഒരു മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ ദൃശ്യമാകുന്ന ഒരു പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്ര ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. സൂക്ഷ്മദർശിനിയിലൂടെ പൂജ്യങ്ങൾ ദൃശ്യമാകില്ല.

തീർച്ചയായും, അവതരിപ്പിച്ച രൂപത്തിൽ, സാങ്കേതികവിദ്യ പൂർണ്ണമായ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുന്നതിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണ്. ഇതുവരെ ഒരു ടെലിടൈപ്പിൽ നിന്ന് ഒരു ടേപ്പ് വായിക്കുന്നത് പോലെയാണ്, രണ്ട് ദിവസത്തേക്ക് നീട്ടി. എന്നിരുന്നാലും, സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രവർത്തിക്കുകയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ധാരാളം ഇടം നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു. നമുക്ക് ഏത് ദിശയിലേക്കാണ് നീങ്ങാൻ കഴിയുകയെന്നും കെമിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ അടുപ്പിക്കാൻ എന്താണ് ചെയ്യേണ്ടതെന്നും വ്യക്തമായി.

അവലംബം: 3dnews.ru