Валентин Урбан: aby se napít, známky a extáze Голосов: 1 Адрес блога: http://dubva1.livejournal.com/ Добавлен: 2008-08-04 10:21:30 блограйдером pinker

Логические схемы работают в пробирке

2011-11-13 09:53:01 (читать в оригинале)

В современной жизни компы и воды «несовместимы», но благодаря следующему (маленькому) прорыву все поближе будущее, где за здоровьем человека будут смотреть микроскопичные системы на базе ДНК.





Группа исследователей под управлением Эрика Уинфри (Erik Winfree) разработала логические ДНК-схемы, функционирующие в растворе, симулирующем внутриклеточную среду. Они могут употребляться для сотворения сложных хим систем – например микроскопичных устройств, регулирующих клеточную активность.


Заместо электронного напряжения для шифровки сигналов в новых схемах употребляются высочайшие и низкие концентрации маленьких молекул ДНК. Из ДНК состоят и хим логические элементы, осуществляющие обработку инфы. Каждый логический элемент представляет собой верно организованный комплекс нуклеотидных цепочек.


Взаимодействие логического элемента с определенной входящей молекулой приводит к высвобождению исходящей молекулы, которая, в свою очередь, становится входящей для последующего шага «вычислений», запуская последующий логический элемент. Схема работает подобно каскаду из костяшек домино, любая из которых, падая, задевает последующую.


Но в отличие от домино и электронных схем, составляющие ДНК-схем нереально зафиксировать в пространстве и соединить с проводом. Заместо этого взаимодействие происходит в равновесном растворе, в каком молекулы ДНК хаотически сталкиваются вместе. При всем этом соответствие сигнала и получающего его элемента обеспечивается высочайшей спецификой хим взаимодействий.


Создателям удалось сконструировать логические элементы, проводящие главные операции двоичной логики – «И», «ИЛИ», «НЕТ», – являющиеся «кирпичиками», необходимыми для построения сложных логических схем. В качестве демонстрации были сделаны несколько логических схем, самая непростая из которых состоит из 6 входов и 12 логических частей, обрабатывающих информацию в 5-уровневом каскаде. По словам Уинфри, такая схема далека от масштабов Силиконовой равнины, но она показывает сходу несколько основ конструирования, которые можно использовать для сотворения более сложных биохимических схем.


Необходимыми возможными плюсами схем на базе ДНК являются возможность восстановления сигнала при наличии помех, также стандартизация сигналов хим схемы при помощи генов-трансляторов, использующих в качестве исходящих сигналов биомолекулы – такие, как микроРНК. Это значит, что ДНК-схемы можно использовать для выявления клеточных аномалий, в том числе рака, при этом, может быть, не только лишь в образчиках тканей, да и в организме в целом.


Целью сотворения ДНК-логических схем не является подмена обычных компов: это нереально хотя бы из-за их принципно более неспешной скорости. Но такие схемы должны отыскать применение в стремительно развивающейся области синтетической биологии, могут посодействовать при разработке последнего поколения «умных» биохимических систем для медицины и нанотехнологии.


Меж тем, логические схемы на базе ДНК уже способны играть в «Крестики-нолики».


«Коммерческая биотехнология»