Наука 2018-12-15T09:48:21+02:00
Українські Новини
Американські вчені створили комп'ютер з молекул ДНК

Американські вчені створили комп'ютер з молекул ДНК

Дослідження з мікроелектроніки та молекулярної біології проводяться ще з початку 20-го століття.
Дослідження з мікроелектроніки та молекулярної біології проводяться ще з початку 20-го століття.

Вчені використовували фрагменти ДНК в якості біологічного аналога транзисторів.

Фрагменти ДНК можна використовувати в якості біологічного аналога транзисторів без втрати ефективності під час ускладнення архітектури біологічного "комп'ютера". Про це пишуть вчені Каліфорнійського технологічного інституту в своїй статті в журналі Science.

Група під керівництвом Еріка Уїнфрі сконструювала біологічний комп'ютер на основі більш ніж ста біологічних "транзисторів" з ниток ДНК, а також розробила набір інструментів (у тому числі віртуальний конструктор і компілятор) для розробки більш складних моделей біовичислювальних пристроїв.

Дослідження цієї галузі знань на стику мікроелектроніки та молекулярної біології проводяться ще з початку 20-го століття. Вже в 1994 році вчені змогли створити логічну схему з ДНК, яка могла впоратися з вирішенням проблеми Гамільтонова графа (пошук шляху через безліч точок за умови їх перетину тільки один раз). Перші дослідження виявили проблему в конструюванні "біо"-логічних елементів - при ускладненні послідовності ДНК-транзисторів ефективність системи різко знижувалася, що було перешкодою для ускладнення логічних ланцюгів на основі нуклеїнових кислот.

Американські вчені спробували вирішити цю проблему. Повноцінний набір "будівельних блоків" для конструювання логічних елементів складається з усього трьох видів "біо"-транзисторів - "гойдалка", "межа", і "сигнал".

Кожен з цих модулів конструюється з коротких "шпильок" (ділянка одноланцюгової молекули ДНК, ділянки якого можуть утворювати спіраль без участі другого ланцюжка), які взаємодіють між собою за допомогою невеликих ділянок-"маркерів". При цьому кожен елемент може мати декілька логічних входів і виходів, і їх кількість фактично не обмежена.

Біологи розробили на їх основі логічні елементи "І", "АБО", "НЕ", які в принципі є аналогами сучасних напівпровідникових логічних вентилів. Як зазначають вчені, точність "біо"-логічних елементів була доволі високою (враховуючи те, як протікають мікробіологічні процеси), причому з ускладненням архітектури вона не змінювалася. Для демонстрації ефективності своєї розробки вчені сконструювали пристрій, який обчислював квадратний корінь з 4-бітного числа.

"Основними принципами нашої роботи над цим проектом виступили: простота - всього три різновиди простої взаємодії за допомогою чотирьох різних ниток ДНК дають змогу сконструювати повноцінні логічні пристрої", - зазначають вчені. Ці принципи можна визнати фундаментом сучасної мікроелектроніки.

Як повідомлялося раніше, у квітні вчені створили пластик, який вміє самовідновлюватися.

Більше новин про: США Ученые Компьютер ДНК
Архів
Новини

ok