В мире уже есть образцы несложных вычислительных систем, основанных на единственной молекуле йода или транзисторах, состоящих всего из нескольких атомов, итак, почему бы и не сделать компоненты вычислительных систем из крошечных молекул ДНК? Команда исследователей из Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University) впервые в мире реализовала основные логические элементы, являющиеся базовыми кирпичиками любых электронных логических схем, созданные на базе цепочек ДНК. Дальнейшее развитие этой технологии может привести к созданию миниатюрных биокомпьютеров, способных производить несложные вычисления используя тепловую и химическую энергию человеческого тела, и которые можно будет вводить в тело самым простым методом - с помощью инъекции.

Сформированные из коротких сегментов ДНК и специальных дополнений, эти логические элементы полностью подражают функционированию своих электронных копий, вырабатывая выходной сигнал в зависимости от состояний сигналов на входах, логических нулей или единиц. В качестве демонстрационного примера ученые собрали из ДНК копию логического элемента, выполняющего функцию XOR (логическое исключающее ИЛИ).

Это уже не первая попытка реализации логических элементов на базе ДНК. Ранее уже были созданы подобные элементы, которые обладали одним существенным недостатком, ставящим крест даже на дальнейшем развитии этой технологии - они были одноразовыми, т.е. могли выполнить логическую функцию всего один раз, после чего их структура менялась, делая невозможным их повторное использование. Логические элементы, созданные израильскими учеными, полностью лишены этого недостатка и могут использоваться по назначению много раз. Помимо этого, используя новые логические элементы, можно строить целые логические схемы, реализующие сложные вычислительные функции. Как и в электронных логических схемах, так и в биологических, выходные сигналы отдельных логических элементов являются входными сигналами для других элементов.

Конечно, быстродействие такой биологической логической схемы достаточно невелико по сравнению с электронными логическими элементами. Поэтому с помощью такого биокомпьютера можно будет решать весьма ограниченный круг задач, но его уже вполне достаточно для создания "умных" лекарственных препаратов, нацеленных на строго определенные заболевания, которые находятся внутри человеческого и начинают действовать только в момент обнаружения симптомов заболевания. В дальнейшем, вполне вероятно, станет возможным создание еще более сложных биологических вычислительных систем, способных самостоятельно выполнить полную диагностику состояния человеческого организма и предпринять соответствующие меры, направленные на лечение, в случае необходимости.



Ключевые слова:
Логический, Элемент, Цепочка, ДНК, Электронный, Схема, Функция, Биологический, Компьютер, Система, Диагностика, Организм, Заболевание, Лечение

Первоисточник

Другие новости по теме:

Ученые создали базовые логические элементы из бактерий и ДНК.

Живые клетки научились выполнять логические и арифметические операции.

Ученые встроили логические элементы в геном бактерий, превратив их в мини-компьютеры.

Созданы диоды и логические элементы, способные передавать и обрабатывать "механические сигналы"

Новые электронные схемы, нечувствительные к радиации, могут работать на аварийных атомных станциях и в открытом космосе.

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