Ο ισχυρότερος υπολογιστής από DNA βρίσκει τετραγωνικές ρίζες

Γενετικό χάρισμα στην αριθμητική

Ερευνητές στις ΗΠΑ δημιούργησαν έναν νέο μοριακό υπολογιστή _ ή «υπολογιστή DNA» όπως είναι πιο γνωστοί οι υπολογιστές αυτού του είδους.

Πρόκειται για τον πιο πολύπλοκο μοριακό υπολογιστή που έχει δημιουργηθεί μέχρι σήμερα και μεταξύ άλλων μπορεί να κάνει μαθηματικές πράξεις, όπως για παράδειγμα να υπολογίζει τετραγωνικές ρίζες. H λειτουργία του ανοίγει τον δρόμο για την δημιουργία βιο-αισθητήρων που θα μπορούν να εντοπίζουν διάφορες ασθένειες.

Οι υπολογιστές DNA

Οι μοριακοί υπολογιστές κάνουν την επεξεργασία των δεδομένων και την επίλυση των προβλημάτων μέσω βιοχημικών αντιδράσεων μορίων DNA. Ερευνητική ομάδα του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) μετά από πολυετή έρευνα στον συγκεκριμένο τομέα κατάφερε να αναπτύξει τον πιο προηγμένο σύστημα του είδους.

Σπονδυλική στήλη της λειτουργίας κάθε υπολογιστή είναι οι λεγόμενες «λογικές πύλες». Πρόκειται για ψηφιακές διατάξεις που αποτελούν τους δομικούς λίθους των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Οι λογικές πύλες δέχονται στην είσοδο ή στις εισόδους τους ένα ή περισσότερα δεδομένα και παρέχουν στην έξοδό τους το αποτέλεσμα. Αποτελούνται από βασικά στοιχεία των ηλεκτρονικών δομών, όπως διόδους και τρανζίστορ. Στους μοριακούς υπολογιστές την θέση του πυριτίου παίρνουν τα μόρια του DNA.

«Λογικές τραμπάλες»
Οι ερευνητές του Caltech ανέπτυξαν μια επαναστατική μέθοδο «χειραγώγησης» του DNA χρησιμοποιώντας μονές έλικες των μορίων του (κανονικά το κάθε μόριο DΝΑ αποτελείται από μια διπλή έλικα). Ανέπτυξαν ένα σύστημα από 130 μονές έλικες που δημιουργούν λογικές πύλες οι οποίες λειτουργώντας ως ένα είδος «τραμπάλας» μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν για να δημιουργήσουν νέες, ακόμη πιο εξελιγμένες λογικές πύλες.

Ο υπολογιστής αυτός είναι πέντε φορές πιο ισχυρός από οποιοδήποτε υπολογιστή DNA έχει κατασκευαστεί μέχρι σήμερα αλλά εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά «αργός». Χρειάζεται έξι έως δέκα ώρες για να υπολογίσει την τετραγωνική ρίζα των αριθμών από το 1 ως το 15, όμως οι ερευνητές διευκρινίζουν ότι ο βασικός στόχος τους δεν είναι να ανταγωνιστούν τους συμβατικούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές όσον αφορά την ταχύτητα επεξεργασίας, αλλά να δημιουργήσουν εξελιγμένα βιοχημικά συστήματα που θα βρουν εφαρμογές ακόμη και στον ανθρώπινο οργανισμό.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο κορυφαίο αμερικανικό περιοδικό Science.

Βήμα Science