Самый маленький компьютер сможет прятаться в живых клетках
26 ноября 2001 года
В Израиле в институте Вейзманна создан биокомпьютер, производящий вычисления на основе ДНК. Как сообщает Netoscope, триллион таких компьютеров умещается в одной капле воды.
Идея использовать ДНК для создания биокомпьютера возникла из сходства между процессами, происходящими в природе при синтезе ДНК, и работой вычислительных машин, особенно так называемой "машины Тьюринга". Этот гипотетический автомат состоит из читающего устройства, пишущего устройства, и бумажной ленты, на которой записаны нули и единицы.
Машина может последовательно читать символы на ленте, стирать их и писать новые, а также переходить в новое состояние с зависимости от предыдущего, текущего и прочитанного символа. Доказано, что любая функция, вычисляемая на обычном компьютере, может быть также вычислена на машине Тьюринга при наличии достаточного времени и достаточно длинной ленте.
Созданный в Израиле нанокомпьютер представляет собой автомат Тьюринга, реализованный на молекулярном уровне. Роль лент (т.е. программ, входных данных и результатов) играют цепочки молекул ДНК, а роль символов - составляющие их нуклеотиды A, T, C и G. При этом плотность данных в цепочке составляет 18 Мегабит на дюйм, а если говорить о двумерном расположении ДНК - то более миллиона Гигабит на квадратный дюйм. Для сравнения: обычный винчестер содержит лишь около 7 Гигабит на квадратый дюйм, то есть в 100000 раз меньше. "Аппаратным обеспечением" ДНК-компьютера (читающе-пишущими устройствами машины Тьюринга) являются два энзима, один из которых режет цепочку ДНК при распознавании определенного набора символов, а другой, наоборот, склеивает обрывки.
Как сообщает журнал Nature, ранее уже делались успешные попытки реализовать подобные вычисления на ДНК-компьютерах. Но они представляли собой последовательность реакций, каждая из которых контролировалась людьми. В новом же израильском нанокомпьютере все вычисления происходят сами: ученым нужно лишь правильно задать начальную смесь, а после реакции считать результирующие цепочки ДНК.
Пока ДНК-компьютер может выполнять только простейшие действия - например, определять, четное или нечетное количество "единиц" содержит входная цепочка ДНК. Однако руководитель проекта Эхуд Шапиро уже запатентовал модель молекулярного компьютера, который, как и "машина Тьюринга", может выполнять любые вычисления.
Кроме того, хотя сейчас израильский нанокомпьютер работает на ДНК-цепочках, которые специально синтезированы для него, разработчики полагают, что в скором времени в качестве входных данных можно будет использовать натуральные цепочки. Это позволит применять ДНК-компьютер для анализа огромных ДНК-библиотек или даже для работы внутри живых клеток.
Источники
[править]
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии[править]
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.
