Китайски учени разкриха основите за създаване на „ДНК компютри“
Въпреки всички постижения в областта на работата с ДНК – шаблона и инструмента за възпроизвеждане и развитие на живите организми на Земята, опитите да се използва същият механизъм за изпълнение на математически алгоритми все още не могат да се считат за достатъчно успешни. В същото време ДНК-базираната логика е способна на огромен паралелизъм, което ще позволи да се умножи мощността на компютрите – нещо, в което китайските учени далеч са напреднали.
Екип от изследователи от Китай е разработил интегрална схема на ДНК, която може да изпълнява голямо разнообразие от операции. Според учените реконфигурируемият основен елемент (електронна схема) с 24 адресируеми 2-канални порта може да бъде представен като 100 милиарда варианта на схеми, всяка от които ще може да изпълнява собствена подпрограма. От това следва, че въз основа на това решение може да се проектира процесор с общо предназначение, който да изпълнява всичко.
В своето изследване, те показват как трислойна матрица от вериги, базирана на техния ДНК чип може да се използва за осигуряване на най-простите математически операции. Представената платформа е лесно мащабируема, което позволява да се разчита на създаването на много мощни процесори в бъдеще.
За да решат проблема с мащаба, учените са извършили и други дейности. В края на краищата преминаването на сигнала в ДНК веригите изисква предаване на биохимични данни в дадена посока и без затихване, и колкото по-дълъг е пътят (мащабът), толкова по-голяма е вероятността да се загуби „сигналът“ – фрагмент от ДНК или концентрация на фрагменти от ДНК. Като „сигнал“ китайските учени изпробваха олигонуклеотиди – къси ДНК фрагменти, които вече се използват като детектори и носители на ДНК-информация. В своите експерименти китайците показаха, че типичните 1-верижни олигонуклеотиди работят добре като единен сигнал за предаване, което позволява надеждно интегриране на мащабни схеми с минимално изтичане и висока точност за изчисления с общо предназначение.
В хода на експериментите си учените успяха да създадат схеми за решаване на квадратни уравнения и квадратни корени. По-нататък тези системи биха могли да бъдат адаптирани за цели като диагностика на болести, казват изследователите. Нещо повече, експерименталните системи не са показали почти никакво отслабване на сигнала, или постепенната загуба на силата на сигнала по време на пътуването му. Това е още една ключова част от възможността за изграждане на „ДНК компютри“, които могат да се разширяват и адаптират.
Все още сме далеч от реализирането на пълния потенциал на ДНК компютрите, но през последните няколко години учените направиха значителни стъпки напред в модифицирането на тази биологична форма на съхранение, за да я използват за конвенционални компютърни задачи.