Вчені наблизилися до створення комп'ютеру з ДНК
Пристрій теоретично здатний працювати всередині тіла і, наприклад, регулювати виділення ліків, звільняючи їх тільки там, де це необхідно.
Стаття вчених опублікована в журналі Nature Nanotechnology. Коротко про роботу пише New Scientist, передає Лента.ру.
Логічний вентиль видає той чи інший сигнал на виході в залежності від вхідних сигналів. У даному випадку вченим вдалося реалізувати логічні вентилі, що виконують різні логічні функції, зокрема функцію "виключне АБО".
У цьому випадку вентиль виробляє сигнал на виході тільки в тому випадку, коли присутній один із вхідних сигналів. Якщо ж на вхід не надходить жодного сигналу або, навпаки, надходять обоє, то вентиль не генерує вихідний сигнал.
Ключовими елементами створеної авторами нової роботи системи виступали комплементарні нитки ДНК - тобто нитки визначених комбінацій, які утворюють один з одним міцне з'єднання. Кожна з ниток представляла значення 1, якщо було присутнє, і 0, якщо відсутня.
Щоб безпосередньо спостерігати, який сигнал нитки створюють на вході, вчені приєднали до них флуоресціюючі молекули. Коли на вході була присутня тільки одна нитка, молекула випускала світіння, а коли ниток було дві, їх флуоресценція взаємно гасилась.
Крім створення одиничного працюючого логічного вентиля вчені також отримали систему з послідовно працюючих вентилів, які реалізують різні логічні функції.
Теоретично розвиток цієї роботи може призвести до створення комп'ютера з ДНК, здатного виконувати елементарні арифметичні операції - додавання і віднімання. Крім того, дослідники домоглися протікання декількох послідовних операцій - тобто сигнал на виході одного пристрою служив вхідним сигналом для наступного.
Автори нової роботи протестували в пробірці, наскільки корисним створене ними пристрій може бути для медицини. Вчені зв'язали логічний вентиль з молекулою, здатною інактивувати тромбін - фермент, що викликає згортання крові. У нормі згортання крові дозволяє уникнути кровотеч, але при серцево-судинних захворюваннях утворюються згустки крові, які представляють серйозну небезпеку для життя людини. У створеній вченими схемі інактиватор тромбіну виділявся тільки в тому випадку, якщо вентиль "натикався" на фермент.
Створення комп'ютерів на основі біологічних систем - не найпопулярніший напрямок науки, але він досить активно розвивається. Різні колективи дослідників по-різному підходять до вирішення цього питання. Один з можливих підходів - це створення комп'ютерів з бактерій. Нещодавно такий комп'ютер зміг вирішити класичну обчислювальну задачу про сортування млинців.