Ученые заставили молекулу ДНК делить и умножать

в 6:23, , рубрики: Это интересно

Ученые заставили молекулу ДНК делить и умножать

Команда ученых из Калтеха, возглавляемая Эриком Винфри, опубликовала статью о результатах исследования в журнале Nature 21 марта 2019 года. Они смогли разработать самосборные молекулярные системы, выполняющие вычисления путем присоединения новых цепочек ДНК к существующим. Ввод данных производится путем создания первичной молекулы с заданными свойствами, операции совершаются над 6-разрядными двоичными числами.

Результатом работы «компьютера» становится специальная трубка, заполненная такими «выполненными алгоритмами» — длинными цепочками ДНК. Они похожи на вязаный шарф, узор которого и является финальной калькуляцией, которую можно легко интерпретировать. Запрограммировать молекулярную вычислительную машину можно, выбирая одну или несколько начальных нитей ДНК из 700 специально подготовленных.

Ученые заставили молекулу ДНК делить и умножать

Исследователи планировали создать систему, выполняющую три простых алгоритма, но, получив первые результаты, обнаружили гораздо больший потенциал. В статью вошло описание 21 «программы». Среди опробованных вычислений были математические — проверка равенства, последовательный счет и даже проверка признаков деления на 3. Другая группа алгоритмов рисовала по заданным параметрам на выходных «вязаных шарфах» целые узоры из зигзагов, спиралей и ромбов.

ДНК-программирование — перспективная область исследований и разработок. Теоретически, вычисления можно производить на любых системах, имеющих ограниченное количество известных состояний. В 1994 году в Южно-калифорнийском университете был продемонстрирован первый прообраз ДНК-компьютера: специально подготовленные молекулы «решали» известную комбинаторную «задачу о коммивояжере» (вычисление кратчайшего маршрута обхода вершин графа). Работы в области ДНК-программирования не имеют цели разработать замену классическим чипам — они всегда будут медленнее и сложнее, но эти исследования позволяют лучше понять механизмы работы ДНК и молекулярных взаимодействий в живой клетке.

Источник

Источник

* - обязательные к заполнению поля