Молекулярный компьютер работает внутри живой клетки
На этой картинке пекарные дрожжи активируют два разных вида GFP, красный и зелёный, на поверхности мембраны. Когда красные и зелёные протеины сталкиваются внутри клетки, образуется желтоватый оттенок. Это помогает учёным определять, когда два протеина находятся в одной общей позиции в клетке.
В Калифорнии огромное количество компьютеров, но лишь один из них работает внутри живой дрожжевой клетки.
Будущие модели живых компьютеров, сделанные из подобной ДНК молекулы РНК, могут использоваться для вычислений в живом организме – т.е. внутри клетки человека – чтобы доставлять лекарства или заправлять иммунную систему при малейшем признаке болезни.
ДНК делится своими основными свойствами с компьютерами – где хранится, обрабатывается и обменивается информация. И в конце 1990х исследователям удалось создать набор молекул ДНК – ДНК компьютер – способных решать простейшие математические задачи.
С тех пор ДНК компьютерам не было равных в задаче 'крестики-нолики', однако они не подходили для высокоскоростной обработки данных, как традиционные компьютеры.
Настоящая сила этих молекулярных устройств в работе и производстве вычислительных процессов внутри биологических систем, где ДНК чувствует себя как дома.
Сегодня в Калифорнийском Технологическом Институте (Caltech) разработаны РНК компьютеры, которые являются более продвинутыми в реализации данной концепции на данный момент. Учёные создали РНК устройство, которое действует как логическая схема, основа электронных компьютеров.
Устройство, созданное в Caltech, обрабатывает входящие сигналы в форме натуральных протеинов клеток и производит выходной сигнал в форме зелёного флуоресцентного протеина (GFP).
Внутри компьютера находится рибозим –короткая молекула РНК, способная вызывать изменении в других молекулах. Он присоединён к последовательности РНК, которую клетка может перевести в GFP, а третья молекула РНК действует в качестве пускового механизма для рибозима, или триггера.
Триггер может быть спроектирован так, чтобы присоединяться к особым молекулам внутри клетки, таким как протеины или антибиотики. После чего каталитический рибозим уничтожает последовательность GFP и не даёт клетке производить больше светящихся протеинов.
Сама по себе структура не является логической схемой: при наличии вводимого протеина производство GFP прекращается. Использование двух пусковых секций образует схему И-НЕ, выпуск которой зависит от присутствия или отсутствия двух вводимых протеинов.
GFP протеин состоит из 238 аминокислот. Его цилиндрическая форма – ключ к его флуоресцентным свойствам.
Множественные элементы И-НЕ могут быть использованы для выполнения любых других логических операций.
Команда исследователей считает, что в будущем их элемент легко сможет транспортироваться в бактериальные клетки и в клетки млекопитающих, а так же объединив логические схемы, можно будет выполнять более сложные операции. Это откроет революционные возможности для изучения и лечения биологических систем.
По материалам сайта: infuture, автор статьи Ellyme
При наполнении сайта использована информация из открытых источников. Администрация сайта не несет ответственности за недостоверную и заведомо ложную информацию размещенную на страницах сайта. Если Вы считаете, что какой-либо из материалов нарушает Ваши права, свяжитесь с Администрацией. При использовании информации опубликованной на нашем сайте, ссылка обязательна.
