Молекулярные ДНК-транзисторы - основа будущих биокомпьютеров
Группа исследователей в области биоинженерии из Стэнфордского университета опубликовала в журнале Science о создании транзистора, состоящего из молекул ДНК и РНК. Такой транзистор может стать основой будущих биокомпьютеров, которые будут в корне отличаться от современных компьютеров, используемые нами в повседневной жизни. У биокомпьютеров не будет никаких мониторов, клавиатур и прочих атрибутов привычных нам вычислительных систем, все вычисления, производимые этими биокомпьютерами, будут происходить внутри живых клеток, где также будет храниться обрабатываемая информация.
Дрю Энди, ведущий исследователь-биоинженер, пишет в официальном пресс-релизе: "Биологические компьютеры будут использоваться там, где нельзя использовать традиционную вычислительную технику. С помощью биокомпьютеров можно будет изучать и программировать различные живые существа, осуществлять мониторинг окружающей среды и, конечно, лечить множество заболеваний".
Следует напомнить, что в современной цифровой электронике транзисторы управляют потоками электронов, движущихся по цепям электрических схем. Наличие или отсутствие электрического тока эквивалентно значениям 1 и 0 двоичного кода, базовым единицам информации, которой оперируют современные компьютеры. Два транзистора формируют простейший логический элемент, который является именно тем, что позволяет компьютеру производить логические и математические операции. В чипах процессоров современных компьютеров находятся миллионы транзисторов, которые обеспечивают выполнения обширного набора функций, которые могут выполнять компьютеры.
Биологические транзисторы, разработанные Стэнфордской командой, используя наборы различных ферментов, работают за счет движения полимеразы РНК вдоль молекулы ДНК. Соединение таких биологических транзисторов, которые получили название "транскрипторы", в сложные цепи, по аналогии с электроникой, позволяет получить биологические логические элементы, способные хранить информацию и выполнять логические операции. Следует отметить, что транскрипторы являются третьим и последним типом биологических компонентов, необходимых для создания полноценного биологического компьютера.
Другие два компонента, которые позволяют кодировать и хранить информацию в виде последовательности молекулы ДНК, передавать информацию от одной клетки к другой, были разработаны той же группой ученых в прошлом году. Теперь у этих ученых имеются все три основных компонента и они вскоре собираются приступить к созданию своего биологического компьютера, который будет работать внутри живой клетки.
Управляя движением потока РНК, транскриптор может произвести биологический эквивалент логической 1 и 0. Исходными данными для обработки биологическим компьютером являются разнообразные физические и химические условия, возникающие внутри клетки вследствие воздействия на нее определенным химическим или лекарственным препаратом. Транскрипторы также могут служить и для усиления сигналов, подобно тому, как обычные транзисторы в радиоэлектронике используются для усиления радиосигналов. Такая функция транскрипторов может использоваться для усиления определенных генов, который заставляет клетку вырабатывать белки различных типов.
Все эти функции биологических компьютеров позволят осуществлять управление живыми клетками, что переведет область биотехнологий в разряд точных и определенных наук.
