Создана логическая ДНК-схема рекордной сложности

        
         оставить комментарий

Создана логическая ДНК-схема рекордной сложности

Двое учёных из Калифорнийского технологического института (Caltech) создали сложную логическую схему на основе ДНК.

По своему устройству она напоминает традиционную полупроводниковую цепь, собранную с использованием унифицированных логических вентилей. «Это и делает наше исследование уникальным, — замечает один из его авторов Эрик Уинфри (Erik Winfree). — Мы нашли такую методику, которая подходит для разработки биохимических схем самых разных размеров и уровня сложности».

Самый крупный «компьютер», сконструированный г-ном Уинфри и его коллегой Лулу Цянь (Lulu Qian), состоит из 130 нитей ДНК и решает одну конкретную задачу — извлекает квадратный корень из любого натурального числа, не превышающего пятнадцати, и округляет результат в меньшую сторону. «Извлечение корня должно стать хорошей демонстрацией, — поясняет Эрик Уинфри. — Мы показали, что биохимические методы подходят для решения отвлечённой математической проблемы, а это изменит отношение к ним».

Работу схемы обеспечивают одно- и двухцепочечные синтетические фрагменты ДНК, причём последние сохраняют небольшой однонитевый участок на конце, а одноцепочечные молекулы играют роль входных и выходных сигналов. «Молекулы свободно перемещаются в растворе, время от времени встречаясь друг с другом, — рассказывает г-н Уинфри. — Когда одноцепочечной ДНК попадается двухцепочечная с комплементарной последовательностью на концевом участке, они «сцепляются», а одна из тех нитей, которые изначально принадлежали двухцепочечной молекуле, попадает в раствор и влияет на другие элементы схемы. Поскольку последовательности ДНК мы задаём сами, взаимодействия молекул полностью контролируются». Вычисление, таким образом, начинается с подготовки четырёх одноцепочечных отрезков, соответствующих четырём разрядам в двоичной записи числа, а двухбитный результат авторы считывали флуоресцентным способом, используя для кодирования четыре разных цвета.

Создана логическая ДНК-схема рекордной сложностиСверху показана традиционная схема, которая извлекает корень из четырёхбитового числа и округляет результат в меньшую сторону. Если провести вычисления для числа 7 (х4 = 0, х3 = х2 = х1 = 1), получим 2 (у2 = 1, у1 = 0). Снизу эта же схема приведена к такому виду, который удобен для ДНК-вычислений. (Иллюстрация из журнала Science.)

Разумеется, полупроводниковые схемы работают гораздо быстрее и надёжнее, чем биохимическая, которая тратит на извлечение корня около 10 часов и никогда не избавится от «шума», вызванного, к примеру, некорректным объединением молекул. С другой стороны, вычисления с участием ДНК можно (теоретически) проводить в живых клетках, что позволяет разрабатывать схемы для диагностики заболеваний по наличию определённых веществ в крови.

Подробный рассказ о новой ДНК-схеме

***

Полная версия отчёта опубликована в журнале Science.

Подготовлено по материалам NewScientist.

 

Дмитрий Сафин

Источник: Компьюлента

Опубликовано: 8 июня 2011

Реклама

Комментарии

Вам будет также интересно

Синонимы к слову «сложность»

Все синонимы к слову СЛОЖНОСТЬ вы найдёте на Карте слов.

Разработан метод интеграции биологических компонентов в электронные схемы

Ученые из Университета Пенсильвании разработали метод интеграции биологических компонентов в электронные схемы. Новая технология позволяет не только создавать биоэлектрические схемы, работающие на открытом воздухе, но и изучать электрические свойства подобных устройств.

Читать далее...

Создан пуленепробиваемый материал из человеческой кожи и паутины

В результате исследований голландского биолога Абдул Вахаба Эль-Хальбзури и художницы Джалиль Ессайди была создана сверхпрочная ткань — органическое соединение паутины и человеческой кожи.

Читать далее...

Компьютер научили читать мысли пользователя

Интересную разработку представили на завершившемся в Астрахани III Каспийском инновационном форуме молодые ученые Астраханского государственного технического университета. Компьютер считывал команды прямо из мозга человека и выполнял его задания...

Читать далее...

Долговечную компьютерную память сделают из стекла

Англичане разработали долговечную компьютерную память. Они изготовили ее из стекла и заявляют, что она не боится воды и в теории способна хранить информацию тысячи лет.

Читать далее...

Ученые утверждают, что мозг человека мыслит «предвзято»

Ученые утверждают, что обнаружена одна из причин, по которой оптимисты сохраняют позитивный взгляд на вещи, даже несмотря на наличие противоречащих такому взгляду свидетельств.

Читать далее...

Добавить статью

Приглашаем вас добавить статью и стать нашим автором

Поделитесь с друзьями

Статистика

©  Интернет-журнал «Серый Волк» 2010-2016

Перепечатка материалов приветствуется при обязательном указании имени автора и активной,
индексируемой гиперссылки на страницу материала или на главную страницу журнала.