Caltech Üniversitesi'nden araştırmacıların liderliğindeki bir bilim insanı ekibi, serbestçe programlanabilen kimyasal bilgisayarların geliştirilmesinde küçük ama önemli bir adım atmayı başardı. Bu tür sistemlerde temel hesaplama elemanları olarak, doğal özleri gereği kendi kendini organize etme ve büyüme yeteneğine sahip olan DNA setleri kullanılır. DNA tabanlı bilgi işlem sistemlerinin çalışması için ihtiyaç duyulan tek şey sıcak, acı su, DNA'da kodlanmış bir büyüme algoritması ve temel bir DNA dizileri dizisidir.
Şimdiye kadar DNA ile "hesaplama" kesinlikle tek bir dizi kullanılarak yapılıyordu. Mevcut yöntemler keyfi hesaplamalara uygun değildi. Caltech'ten bilim adamları bu sınırlamanın üstesinden gelmeyi başardılar ve bir temel koşullu mantıksal DNA öğeleri seti ve bilgisayar talimatlarının bir benzeri olan "hesaplama" algoritmasından sorumlu 355 temel DNA dizisi örneğini kullanarak keyfi algoritmalar yürütebilen bir teknoloji sundular. Tuzlu su çözeltisine mantıksal bir "tohum" ve bir dizi "talimat" eklenir ve ardından hesaplama başlar, yani dizinin birleştirilmesi.
Temel element veya "tohum", 150 nm uzunluğunda ve 20 nm çapında bir nanotüp olan bir DNA kıvrımıdır (DNA origami). Hesaplanacak algoritmadan bağımsız olarak "tohumun" yapısı neredeyse hiç değişmeden kalır. "Tohumun" çevresi, sonunda DNA dizilerinin birleşmesi başlayacak şekilde oluşturulmuştur. Büyüyen DNA ipliğinin, rastgele olmayan, moleküler yapı ve kimyasal bileşim açısından önerilen dizilerle eşleşen dizilerden bir araya getirildiği bilinmektedir. "Tohumun" çevresi altı koşullu kapı şeklinde temsil edildiğinden, her kapının iki girişi ve iki çıkışı vardır, DNA'nın büyümesi yukarıda belirtildiği gibi şu şekilde temsil edilen belirli bir mantığa (algoritma) uymaya başlar: 355 temel DNA dizisinden oluşan belirli bir dizi, bir çözüm seçeneğine yerleştirildi.
Deneyler sırasında bilim adamları, her şey bu algoritmalarla sınırlı olmasa da, 21'dan 0'e kadar sayma, bir lider seçme, üçe bölmeyi belirleme ve diğerleri de dahil olmak üzere 63 algoritmayı yürütme olasılığını gösterdi. Hesaplama süreci, DNA iplikçikleri “tohumun” altı çıktısının tamamında büyüdükçe adım adım ilerler. Bu süreç bir ila iki gün sürebilir. Bir "tohum" yapmak çok daha az zaman alır - bir saatten ikiye kadar. Hesaplamaların sonucu elektron mikroskobu altında kendi gözlerinizle görülebilir. Tüp bir bant şeklinde açılır ve bant üzerinde, DNA dizisindeki her “1” değerinin bulunduğu yere, mikroskop altında görülebilen bir protein molekülü eklenir. Sıfırlar mikroskopla görülemez.
Tabii ki, sunulan haliyle teknoloji, tam teşekküllü hesaplamalar yapmaktan uzaktır. Şu ana kadar sanki iki güne yayılmış bir teletipten kaset okuyormuşum gibi. Ancak teknoloji işe yarıyor ve iyileştirme için bolca alan bırakıyor. Hangi yöne hareket edebileceğimiz, kimyasal bilgisayarları yakınlaştırmak için ne yapılması gerektiği netleşti.
Kaynak: 3dnews.ru