27 Июля 2017
МОСКВА, 27 июля Генетики превратили обычную кишечную палочку в биологический аналог компьютера, роль электрических сигналов в котором играют короткие молекулы РНК, и создали на ее банке рекордно сложную логическую схему, говорится в статье, поданной в журнале Nature.
Нам даже удалось встроить два независимых друг от друга логических устройства в одну бактерию, кои выделяют два разных типа блестящих белков. Это открывает дорогу для создания биосенсоров, целиком умещающихся в одну клетку. Кроме того, подобную систему легко трансплантировать и в другие виды микробов, рассказывает Ким Джонмын (Kim Jongmin) из Гарвардского вуза (США).
За последнее десятилетие биотехнологи разработали множество миниатюрных био-устройств, повторяющих функции их неживых аналогов. В частности, существует уже несколько десятков ДНК-компьютеров, полноценное вычислительное устройство и дисплей из колоний кишечной палочки, а два года назад микробиологи из США создали биокомпьютер, объединяющий несколько разных штаммов вирусов.
Все подобные био-цифровые технологии обладают двумя общими недостатками – их работу подлинным нельзя изменить, не меняя полностью ДНК микробов, и они работают крайне медленно из-за того, с какой скоростью считывается ДНК и распространяется информация в мире микробов. По этой причине ученые создали надо простого много простых биокомпьютеров, решающих одну логическую операцию, и крайне редко пытались создать что-нибудь более сложное.
Джонмын и его коллеги смогли обойти эту проблему, создав первый универсальный биокомпьютер, способный исполнять все функции полупроводниковых процессоров, заменив нити ДНК, обычно используемые в подобных бактериальных процессорах, на короткие молекулы РНК, похожие по своей форме на булавки или шпильки. Ученые превратили живую кишечную палочку в биокомпьютер
Эти шпильки, как объясняют ученые, могут менять свою форменная одежду в том случае, если к ним присоединяется другая молекула РНК с подходящим набором букв. Это важно по той причине, что форма шерстинки РНК определяет то, может ли рибосома, клеточная фабрика по сборке белков, подготовить ее и собрать полноценную белковую молекулу, заставляющую клетку преобразить свое поведение или подать определенный сигнал.
Соответственно, комбинируя разные форматы шпилек и соединяющихся с ними нитей ДНК, можно сделать аналоги логических элементов в полупроводниковых чипах, способных исполнять те же операции, такие как И, ИЛИ, изымающее ИЛИ и НЕ.
Здесь в дело вступает второе важное свойство этих молекул РНК – они являются полностью синтетическими и похожие на них молекулы не встречаются внутри микробов. Это дозволяет склеивать фактически любое количество таких логических узлов, не опасаясь того, что их работе будут мешать процессы внутри самих микробов или соседние логические цепочки.
Руководствуясь подобными идеями, ученые создали несколько универсальных вычислительных блоков из молекул РНК, способных обрабатывать все четыре базисных логических операции и проверять любые логические выражения. Убедившись в том, что они дело горят, они объединили несколько таких блоков в сложную систему из 444 звеньев, исполняющую 12 логических операций и обрабатывающую пятеро разных химических сигналов.
Подобные РНК-компьютеры, как отмечают ученые, могут в будущем использоваться для наблюдений за сложными процессами внутри юрких клеток, а также для создания живых датчиков, способных распознавать различные изменения в условиях среды и сообщать об этом человеку.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....