Ученые уже достаточно долго экспериментируют с использованием молекул синтетической ДНК в качестве носителя информации. И если процесс синтеза такой ДНК уже не вызывает больших трудностей, то процесс считывания записанных данных, основанный на технологии секвенирования (определения последовательности ДНК), весьма и весьма далек от совершенства. Но не так давно группа исследователей из Франции и Японии разработала и создала так называемые "химические нейроны", способные не только считывать информацию из ДНК, но и выполнять ее предварительную обработку, предоставляя результаты в удобном для дальнейшего использования виде.

Интерес к ДНК в качестве носителя информации обусловлен большой информационной емкостью, единственный грамм молекул может хранить порядка 215 миллионов гигабайт данных. И для того, чтобы сохранить содержание всего нынешнего Интернета потребуется устройство, размером с обувную коробку. Более того, при правильных условиях, молекулы ДНК могут хранить записанную в них информацию на протяжении тысяч и даже миллионов лет.

Исследователи из французских исследовательских организаций CNRS и ESPCI Paris-PSL, Токийского университета, работали над проблемой поиска определенной информации и ее предварительной обработки, что позволило бы избежать необходимости считывания всей последовательности ДНК на верхний уровень. В результате этих исследований на свет появились "химические нейроны", состоящие из трех ферментов, способных вступать в определенные химические реакции друг с другом. По сути, эти нейроны способны передавать информацию таким же способом, как и обычные нейроны нервных тканей.

Затем, из химических нейронов была создана многослойная структура, представляющая собой своеобразную нейронную сеть. Благодаря этому химические нейроны стали способны выполнять обработку данных, заключенных в молекулах ДНК, находящихся в капельках жидкости. А результаты этой обработки выдаются при помощи флуоресцентных сигналов, которые могут быть легко выявлены и считаны при помощи обычных лазеров и фотодатчиков.

Если использовать такой подход в специальном микрожидкостном устройстве, то можно добиться протекания десятков тысяч ферментных реакций одновременно. На практике это означает реализацию массированного параллельного считывания и обработки заключенной в ДНК информации, что может быть использовано, к примеру, при проведении поиска по огромным базам данных, записанным в ДНК.

И в заключении следует отметить, что подобный подход может быть использован для обнаружения биомаркеров определенных заболеваний при проведении анализов крови или других жидкостей, взятых из тела живого существа.



Ключевые слова:
Химичекий, Нейрон, Фермент, Реакция, Сеть, Обработка, Информация, Считывание, ДНК

Первоисточник

Другие новости по теме:

Компания Microsoft разрабатывает хранилище данных на базе ДНК для своих облачных сервисов

Ученым удалось превратить ДНК в устройство биологической перезаписываемой памяти.

Компьютер Nell самообучается, считывая информацию из Интернета.

Исследователи успешно атаковали компьютер при помощи вируса, закодированного в виде последовательности синтетической ДНК

Ученые закодировали в молекуле ДНК электронную книгу из области генетики.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.