Ученые создают вычислительные блоки из бактерий и ДНК

Ученые успешно продемонстрировали, что могут построить некоторые из основных компонентов для цифровых устройств из бактерий и ДНК, которые могут проложить путь для нового поколения биологических вычислительных устройств, в исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Communications.

Исследователи из Имперского Колледжа в Лондоне, показали, что они могут построить логические элементы, которые используются для обработки информации в таких устройствах, как компьютеры и микропроцессоры, из безвредных бактерий кишечника и ДНК. Это самые современные биологические  вычислительные комплексы когда-либо созданные учеными.
Профессор Ричард Китней (Richard Kitney), соавтор изобретения из Центра синтетической биологии и инноваций, Министерства биоинженерии в Имперском Колледже Лондона, говорит:
Логика фундаментальных строительных блоков в кремниевых схемах, на которых основан наш цифровой век. Без них мы не могли бы обрабатывать цифровую информацию. Теперь, когда мы продемонстрировали, что мы можем воспроизвести эти части с помощью бактерий и ДНК, мы надеемся, что наша работа могла бы привести к новому поколению биологических процессоров, чьи показатели в обработке информации могут конкурировать с и их электронными аналогами”.

Микроскопические биологические компьютеры

Команда предполагает, что эти биологические ворота логики в один прекрасный день  сформируют блоки в микроскопические биологические компьютеры. Устройства могут включать в себя датчики, которые плавают внутри артерии, выявляя накопление вредного налета и могут быстро доставить лекарство до пострадавших зон. Другие приложения могут включать в себя датчики, которые обнаруживают и уничтожают раковые клетки в организме, а также обнаруживают и нейтрализуют опасные токсины, такие как мышьяк. Команда говорит, что преимущество их биологических вентилей логики по сравнению с предыдущими попытками в том, что они ведут себя как их электронные аналоги. Новые биологические элементы модульные, а это значит, что они могут быть упорядочены вместе, что создаст различные типы логических схем.
В одном из экспериментов, они показали, каким образом биологические логические вентили могут конкурировать с электронными логическими вентилями, обрабатывая  информацию в двоичном коде.
Ученые построили тип логического элемента, называемый “И ворота” из бактерий кишечной палочки (E.Coli), которая обычно находится в нижних отделах кишечника. Команда изменила ДНК E. Coli, перепрограммируя её для выполнения функций включения и выключения, стимулируемые химическими веществами.
Исследователи также смогли продемонстрировать, что биологические вентили логики  могут быть соединены вместе для создания более сложных компонентов, таких же как  электронные компоненты. В другом эксперименте, исследователи создали “НЕ ворота” и соединили их с Воротами и создавая более сложные “НЕ И ворота”.
Одна из задач, стоящих перед командой состоит в том, чтобы связать несколько биологических ворот логики вместе, подобно тому, как, электронные ворота логики связаны друг с другом.

Примечание

Логический вентиль - элемент цифровой схемы, выполняющий элементарную логическую операцию.

По данным Имперского Колледжа в Лондоне

© 2011 Мир Инноваций

Похожие новости

Ответить

Фотогалерея

Войти