वैज्ञानिकहरूले डीएनएलाई तर्क गेट्समा परिणत गरे: रासायनिक कम्प्युटरहरू तिर एक कदम

Caltech विश्वविद्यालयका अन्वेषकहरूको नेतृत्वमा वैज्ञानिकहरूको टोलीले स्वतन्त्र रूपमा प्रोग्राम गर्न योग्य रासायनिक कम्प्युटरहरूको विकासमा सानो तर महत्त्वपूर्ण कदम चाल्न सफल भयो। त्यस्ता प्रणालीहरूमा आधारभूत कम्प्युटेशनल तत्वहरूको रूपमा, DNA को सेटहरू प्रयोग गरिन्छ, जुन तिनीहरूको प्राकृतिक सारद्वारा स्व-व्यवस्थित र बढ्न सक्ने क्षमता हुन्छ। DNA-आधारित कम्प्युटिङ प्रणालीहरू काम गर्नको लागि आवश्यक सबै न्यानो, खारा पानी, DNA मा इन्कोड गरिएको वृद्धि एल्गोरिदम, र DNA अनुक्रमहरूको आधारभूत सेट हो।

अहिले सम्म, DNA संग "कम्प्युटिङ" कडाईका साथ एकल अनुक्रम प्रयोग गरी गरिएको छ। हालका विधिहरू मनमानी गणनाका लागि उपयुक्त थिएनन्। क्यालटेकका वैज्ञानिकहरूले यो सीमिततालाई पार गर्न सक्षम भए र एउटा प्रविधि प्रस्तुत गरे जसले सशर्त तार्किक DNA तत्वहरूको एक आधारभूत सेट र "गणना" एल्गोरिदमको लागि जिम्मेवार 355 आधारभूत DNA अनुक्रमहरूको नमूना प्रयोग गरेर स्वेच्छाचारी एल्गोरिदमहरू कार्यान्वयन गर्न सक्छ - कम्प्युटर निर्देशनहरूको एनालॉग। एक तार्किक "बीउ" र "निर्देशन" को एक सेट नमकीन समाधान मा प्रस्तुत गरिन्छ, जस पछि गणना सुरु हुन्छ - अनुक्रम को विधानसभा।

आधारभूत तत्व वा "बीज" एक DNA फोल्ड (DNA origami) हो - एक नानोट्यूब 150 nm लामो र 20 nm व्यास। गणना गरिने एल्गोरिथ्मको पर्वाह नगरी "बीउ" को संरचना लगभग अपरिवर्तित रहन्छ। "बीउ" को परिधि यसरी बनाइन्छ कि यसको अन्त्यमा डीएनए अनुक्रमहरूको संयोजन सुरु हुन्छ। DNA को बढ्दो स्ट्र्यान्ड आणविक संरचना र रासायनिक संरचनामा प्रस्तावित अनुक्रमहरूसँग मेल खाने क्रमहरूबाट भेला हुन जानिन्छ, र अनियमित रूपमा होइन। "बीउ" को परिधिलाई छवटा सशर्त गेटहरूको रूपमा प्रतिनिधित्व गरिएको छ, जहाँ प्रत्येक गेटमा दुईवटा इनपुट र दुईवटा आउटपुटहरू हुन्छन्, DNA को वृद्धिले दिइएको तर्क (एल्गोरिथ्म) पालन गर्न थाल्छ जुन माथि उल्लेखित रूपमा, द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको छ। समाधान विकल्पहरूमा राखिएको 355 आधारभूतहरूको DNA अनुक्रमहरूको दिइएको सेट।

प्रयोगको क्रममा, वैज्ञानिकहरूले 21 एल्गोरिदमहरू कार्यान्वयन गर्ने सम्भावना देखाए, जसमा 0 देखि 63 सम्म गन्ती, नेता छनौट गर्ने, तीन र अन्यद्वारा विभाजन निर्धारण गर्ने, यद्यपि सबै कुरा यी एल्गोरिदमहरूमा सीमित छैन। DNA स्ट्र्यान्डहरू "बीउ" को सबै छवटा आउटपुटहरूमा बढ्दै जाँदा गणना प्रक्रिया चरणबद्ध रूपमा अगाडि बढ्छ। यो प्रक्रिया एक देखि दुई दिन लाग्न सक्छ। एक "बीउ" बनाउन महत्त्वपूर्ण रूपमा कम समय लाग्छ - एक घण्टा देखि दुई। गणनाको नतिजा इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप अन्तर्गत आफ्नै आँखाले देख्न सकिन्छ। ट्यूब टेपमा खुल्छ, र टेपमा, DNA अनुक्रममा प्रत्येक "1" मानको स्थानहरूमा, माइक्रोस्कोप मुनि देखिने प्रोटीन अणु संलग्न हुन्छ। शून्य माइक्रोस्कोप मार्फत देखिँदैन।

निस्सन्देह, यसको प्रस्तुत रूप मा, प्रविधि पूर्ण गणना प्रदर्शन देखि टाढा छ। अहिलेसम्म यो टेलिटाइपबाट टेप पढ्ने जस्तै छ, दुई दिनमा फैलिएको। यद्यपि, प्रविधिले काम गर्छ र सुधारको लागि प्रशस्त ठाउँ छोड्छ। यो स्पष्ट भयो कि हामी कुन दिशामा जान सक्छौं, र केमिकल कम्प्युटरहरू नजिक ल्याउन के गर्न आवश्यक छ।

स्रोत: 3dnews.ru