Американские ученые сконструировали компьютер из молекул ДНК
3 июня 2011 года
Группа ученых Калифорнийского технологического института сконструировала биологический компьютер на основе более чем ста биологических "транзисторов" из нитей ДНК, сообщает РИА "Новости" со ссылкой на журнал Science.
Кроме того, коллектив исследователей под руководством Эрика Уинфри разработал набор инструментов (в том числе виртуальный конструктор и компилятор) для разработки более сложных моделей биовычислительных устройств.
Компьютер представляет собой цепи ДНК в жидкой среде. ДНК обладает свойством комплементарности - нити определенных последовательностей могут образовывать друг с другом прочные пары. Если последовательность одной нити точно комплементарна последовательности другой, то соединение оказывается максимально прочным.
Ученые создали несколько логических контуров, общее число нитей ДНК в которых равно 130. Самый большой контур включает 74 нити и он способен извлекать квадратные корни из чисел вплоть до 15.
Более ранние исследования в этом направлении выявили проблему в конструировании логических биоэлементов - при усложнении последовательности ДНК-транзисторов эффективность системы резко снижалась, что являлось препятствием для усложнения логических цепей на основе нуклеиновых кислот.
Американские ученые попытались решить именно эту проблему, пишут они в своей статье в журнале Science. Полноценный набор "строительных блоков" для конструирования логических элементов состоит из всего трех видов "био"-транзисторов - "качели", "предел", и "сигнал".
Каждый из этих модулей конструируется из коротких "шпилек" (участок одноцепочечной молекулы ДНК, участки которого могут образовывать спираль без участия второй цепочки), которые взаимодействуют друг с другом при помощи небольших участков - "маркеров".
При этом каждый элемент может иметь несколько логических входов и выходов, и их количество фактически не ограничено.
Биологи разработали на их основе логические элементы "И", "ИЛИ", "НЕ", которые в принципе являются аналогами современных полупроводниковых логических вентилей. Как отмечают ученые, точность логических элементов была достаточно высокой (учитывая то, как протекают микробиологические процессы), причем с усложнением архитектуры она не менялась.
Для демонстрации эффективности своей разработки ученые сконструировали устройство, которое вычисляло квадратный корень из 4-битного числа.
Источники
править
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.
