ДНК-базиран компютър може да изпълнява 100 милиарда различни програми
Един течен компютър може да употребява влакна от ДНК, с цел да ръководи над 100 милиарда разнообразни схеми или елементарни стратегии. В последна сметка той може да се употребява за диагностициране на болести в живите кафези.
Фей Уанг от Шанхайския университет „ Дзяо Тонг “ в Китай и сътрудниците му се заемат да основат схеми, сходни на тези в компютърните чипове, където молекулите на ДНК играят ролята на проводници, указания за свързване и електрони по едно и също време.
Когато въведете команда на стандартен компютър, тя инструктира електроните да преминат през избран път на силициев чип. Всяка от тези верижни конфигурации подхожда на разнообразни математически интервенции – прибавянето на функционалности към чиповете значи прибавяне на такива пътища.
За да заменят кабелите с ДНК, Уанг и екипът му моделират по какъв начин да комбинират къси сегменти ДНК в по-големи структури
Такива, които могат да служат като съставни елементи на веригата, като проводници, или да действат, с цел да насочват тези кабели, като структури, които стабилизират връзките сред молекулите.
Те приложиха това на процедура, като изпълниха епруветки с ДНК влакна и буферна течност и ги оставиха да се свързват между тях.
Те се комбинират в по-големи молекули посредством химични реакции.
Изследователите също по този начин оборудват всички молекули с флуоресцентни маркери, тъй че да могат да наблюдават какво прави веригата въз основа на това по какъв начин светят нейните елементи.
Те нарекли градивните детайли на своя компютър ДНК-базирани програмируеми масиви (DPGA), като всеки DPGA може да бъде планиран по този начин, че да осъществя над 100 милиарда разнообразни схеми посредством прибавяне на разнообразни къси молекули в тръбата му.
В един опит те свързват три DPGA, състоящи се от към 500 ДНК влакна, с цел да основат скица, която взема решение квадратни уравнения.
В различен вършат скица за взимане на квадратни корени.
Въвеждали цифри, като добавяли молекули с избрана форма, които по-късно взели участие в химични реакции с молекулите, съставящи веригата, аналогично на придвижването на електрон по проводници. Изходите на всяка верига били молекули, получени при последната реакция.
Изследователите могат да ги разчетат, като измерят флуоресцентното им светене.
Те са употребявали сходни способи, с цел да проектират ДПГА, която може да класифицира разнообразни дребни РНК молекули, избирайки тези, за които е известно, че са свързани с избран тип рак на бъбреците.
Този финален опит е началото на това, което екипът желае да направи с технологията DPGA. Тъй като молекулите на ДНК са по своята същина съвместими с биологичните системи, те биха могли да предложат натурален метод за осъществяване на умна диагностика на разнообразни типове болести “ посредством директен контакт с телесни течности или даже от вътрешността на клетките. Той споделя, че диагностичните устройства, основани на DPGA, биха били доста паралелни и енергийно ефикасни.
Публикувано в списание Nature с DOI “10.1038/s41586-023-06484-9 ”.
