Разработиха прототип на биологичен компютър

Американски учени доказаха, че за сложни изчисления не е задължително да имате суперкомпютър вместо това може да се сдобиете с епруветка бактерии.

Предварителните резултати от експеримента за създаване на прототип на биологично изчислително устройство от ДНК на живи организми са публикувани в Списанието за биологично инженерство.

За способностите на ДНК да съхранява и обработва информация отдавна е известно: гетениците са изчислили, че в една верига молекули може да се съхранят толкова данни, колкото в 1000 книги от по 500 страници всяка.
Изследователите много се интересуват от използването на този уникален ресурс разработки има вече повече от 10 години.

Група учени от Дейвидсън Колидж и Университета в Мисури, ръководени от Кармела Хейнес, за първи път успяха не на теория, а на практика да демонстрират изчислителните възможности на ДНК чрез бактерията E. Сoli.

Те използвали способността на веригата нуклеотиди да обработват големи масиви от данни.
За по-голяма нагледност те се обърнали към известния в математиката и изчислителната техника пример за печени палачинки, оптималното решение през 1979 година дава самият Бил Гейтс.
Смисълът на задачата се състои в намирането на минималния брой преобръщания на палачинки с различен размер до постигането на най-устойчива купчинка.
Всъщност тази простичка главоблъсканица от комбинаториката показва една от основните функции, които изпълняват компютрите обработка на големи масиви от информация, с помощта на преобръщане (транспониране) на порции данни.

Доктор Хейенс и колегите й използвали аналогичния ефект комбинирането на различни гени и тяхното преместване.
В хода на експеримента отделните участъци от ДНК играли ролята на палачинки. С помощта на специално добавен фермент учените успели да повлияят на преместването на тези участъци в зависимост от реакцията на антибиотика тетрациклин.

Най-основното е обаче, че учените успели да разположат вложката по такъв начин, че активността на гена, отговарящ да устойчивостта към антибиотика, се проявява само тогава, когато всички блокове на ДНК се подредят в определена последователност.

Бактериите E.сoli нямат собствена система за рекомбинация на гените, но са детайлно изучени и са подходящи обекти за наблюдение. Изследователите им направили ъпгрейд, като снабдили клетъчния механизъм за управление на ДНК с фермента Hin-рекомбиназа.
При определено разположение и ориентация се включва устойчивост към раздразнение.

При това броят рекомбинации, необходими на бактерията за формиране на устойчивостта, е еквивалентен на минималния брой преобръщания на палачинки, които са необходими съгласно условието на посочената задача.

По думите на изследователите аналогични изчисления в чашка на Петри, съдържаща милиарди микроорганизми, теоретично позволяват да се стартира истинска изчислителна симбиоза: всяка бактерия в случая е прототип на биологичен компютър.

Отчитайки броя на гените във всеки жив организъм, хипотетичната производителност на такава изчислителна система може да се приближи до най-мощните съществуващи в момента компютри и дори да ги надмине, коментира електронното издание Мембрана.