Құрылған компьютер негізінде ДНҚ, ақыры болады перепрограммировать

пікір Бар, бұл ДНК құтқарады компьютерлер. Арқасында жетістіктерге облысының ауыстыру кремнийлі транзисторлар, компьютерлер негізінде ДНК уәде бізге көлемді параллельді есептеуіш сәулет, невозможные қазіргі уақытта. Бірақ, бір қиындық: молекулалық микросхемалар, олар құрылды, бүгінгі күнге дейін, игеруді мүлдем ешқандай икемділігімен. Бүгін пайдалануға ДНК үшін есептеулер — бұл сол, бұл жаңа компьютер жаңа жабдықтарды іске қосу үшін бір ғана бағдарлама", дейді ғалым Дэвид Доти.

Доти, профессор (Калифорния университеті, калифорния дэвис университеті, және оның әріптестері, шешім екендігін білу қажет жасау үшін ДНК-компьютер, шын мәнінде, ол болады перепрограммировать.

Компьютер-дан ДНК

мақалада жарияланған осы аптада Nature " журналында, Доти және оның әріптестері (Калифорния университеті және Университет Мэйнут көрсетті, бұл. Олар көрсетті, ол пайдалануға болады қарапайым триггер мәжбүрлеу үшін бір жинағы молекулалардың ДНК іске асыруға көптеген әр түрлі алгоритмдер. Бұл зерттеу әлі сипатқа зерттеу сипаты, болашақта пайдаланылуы мүмкін перепрограммируемые молекулалық алгоритмдер бағдарламалау үшін ДНК-роботтар қазірдің өзінде сәтті жеткізілді дәрі-да қатерлі ісік жасушалары.

"Бұл бір маңызды жұмыс", - дейді Торстен-Ларс Шмидт, доцент эксперименттік биофизика Кентском мемлекеттік университетінде, гемодиализ қатысу зерттеу. "Бұрын алгоритмическая өзіндік құрастыру, бірақ мұндай күрделілік дәрежесі".

электрондық компьютерлер сияқты сонымен қатар, сіз оқу үшін осы баптың бит — бұл екілік бірлік-ақпарат, - деп хабарлайды компьютерге, не істеу керек. Олар дискретті физикалық жай-күйі негізінде жатқан жабдық, әдетте, түрінде болуы немесе болмауы, электр ток. Бұл соқалар немесе тіпті электр сигналдары іске асыратын олардың арқылы беріледі схемасын тұратын логикалық элементтердің орындайтын операцияны бір немесе бірнеше кіру битами береді, бір бит ретінде шығу.

Өлтіретін осы қарапайым құрылыстық блоктар қайтадан, компьютерлер болуы мүмкін іске таңқаларлық күрделі. Идея, лежащая негізінде ДНК-есептеуден тұрады, деген химиялық байланыстары бар электр сигналдары және нуклеиновыми қышқылдары — кремний және биомолекулярное бағдарламалық қамтамасыз ету. Пікірінше Эрик Винфри, компьютерлік атындағы Калтеха және біріккен автордың жұмыс, молекулалық алгоритмдер пайдаланады, табиғи қабілеті ақпаратты өңдеу, вшитую ДНК, бірақ орнына беруге басқармасы табиғат "өсу процесін басқарады компьютерлер".

соңғы 20 жыл ішінде бірнеше эксперименттер пайдаланылған молекулалық алгоритмдер үшін мұндай нәрселерге, ойын крестиктер-нолики немесе құрастыру, әр түрлі фигуралар. Әрқайсысындағы ДНК тізбектілігін тиіс мұқият жобаланған жасау үшін бір нақты алгоритмі, генерировал еді ДНК құрылымын. Бұл ерекшеленеді бұл жағдайда, бұл зерттеушілер жүйесін әзірледі, онда бір негізгі фрагменттері ДНК мүмкін сұрыпталды құру үшін түрлі алгоритмдер және, демек, әрқайсысы әр түрлі түпкі өнімдер.

Бұл процесс басталады ДНК оригами әдісін орналастыру тәртібін ұзын учаскесінің ДНК қалаған нысаны. Бұл свернутый кесек ДНК қызмет етеді "сидом" (ұрық, seed), ол іске қосады алгоритмдік конвейер, конденсаторы ретінде ниточке, рамасы түсірілген " подсахаренную су, бірте-бірте өседі автомобильдер. Ұрық қалады көп бөлігі сол қарамастан, алгоритм және өзгерістер тек бірнеше шағын тізбектер үшін әрбір жаңа эксперимент.

Кейін, ғалымдар құрып, ұрық, олар қосылды, оның ерітіндісі 100 басқа тізбегін ДНҚ, ДНҚ фрагменттерін. Бұл фрагменттері, олардың әрқайсысы тұрады бірегей орналасу 42 нуклейн негіздер (төрт негізгі биологиялық қосылыстардың тұратын ДНҚ), алынды (үлкен коллекциялар бірі 355 ДНҚ фрагменттерін құрылған ғалымдар. Жасау үшін басқа алгоритмі, ғалымдар таңдау керек басқа жинағы бастапқы фрагменттері. Молекулалық алгоритмін қамтитын кездейсоқ блуждание талап етеді әр түрлі жиындарда ДНҚ фрагменттерін, олар алгоритмі пайдаланады санау. Бұл фрагменттері ДНК қосылады құрастыру процесінде, олар схемасын құрайды, ол жүзеге асырады таңдалған молекулалық алгоритмі кіру битах берілген сидом.

Пайдалана отырып, осы жүйені, ғалымдар құрдық 21 әртүрлі алгоритмі, олар келесі міндеттерді орындауға ретінде тану еселі, үш таңдау, көшбасшы, генерация паттернов және шот-ден 63. Барлық осы алгоритмдер жүзеге асырылды пайдалана отырып, түрлі комбинациялары бір 355 ДНҚ фрагменттерін.

Әрине, код жазу, шығару арқылы ДНҚ фрагменттерін шыны түтікке әзірге жоқ, алайда, бұл барлық затея білдіреді моделі болашақ итерация икемді компьютерлер базасында ДНК. Егер Доти, Винфри және Woods қол жеткізетініне өз, молекулалық бағдарламашылар ертеңнен бастап, тіпті ойлау да мүмкін емес туралы биомеханике, орналасқан негізінде олардың бағдарламалары сияқты қазіргі заманғы жасаушыға міндетті емес түсіну физика транзисторлар үшін жазу жақсы.

Ықтимал нұсқаларын пайдалану осы наномасштабной техниканы құрастыру шын мәнісінде таңғалдырады қиял, бірақ бұл болжам негізделген біздің қатысты шектеулі түсіну наномасштабногоәлем. Алан Тьюринг алмады болжау пайда болуы, Интернеттің, сондықтан да біз, мүмкін, күтеді непостижимые қолдану молекулалық информатика.

бұл қабілетті болады молекулалық компьютерлер? Айтыңыз .