Χρησιμοποιώντας μόνο βιομόρια (όπως το DNA και τα ένζυμα), οι επιστήμονες στο Technion-Israel Institute of Technology ανέπτυξαν και κατασκεύασαν ένα προηγμένο βιολογικό αισθητήριο υπολογιστή ικανό να χειρίζεται γενετικούς κώδικες. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών του τα χρησιμοποιεί για τους μετέπειτα υπολογισμούς του. Η σημαντική ανακάλυψη θα μπορούσε να δημιουργήσει κάποια μέρα νέες δυνατότητες στον τομέα της βιοτεχνολογίας, όπως στον κλάδο της ατομικής γονιδιακής θεραπείας και κλωνοποίησης.
Τα ευρήματα παρουσιάστηκαν στο Chemistry & Biology (Cell Press).
Το ενδιαφέρον σε αυτές τις βιομοριακές υπολογιστές συσκευές είναι ότι έχουν την ικανότητα (σε αντίθεση με τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές) να αλληλεπιδρούν άμεσα με τα βιολογικά συστήματα, ακόμα και με ζωντανούς οργανισμούς. Δεν απαιτείται κάποιο interface αφού όλα τασυστατικά των μοριακών υπολογιστών, όπως το υλικό, το λογισμικό, τα input και τα output, είναι μόρια που αλληλεπιδρούν σε ένα διάλυμα κατά μήκος ενός καταρράκτη προγραμματιζόμενων χημικών γεγονότων.
“Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η νέα, συνθετική υπολογιστική μηχανή που σχεδιάσαμε υπολογίζει επαναληπτικά και παράγει βιολογικά σχετικά αποτελέσματα”, αναφέρει ο επικεφαλής ερευνητής καθηγητής Ehud Keinan του Technion Schulich Faculty of Chemistry. “Εκτός από την αυξημένη υπολογιστική ισχύ, που μας δίνει το DNA, προσφέρει πολλαπλά οφέλη, όπως είναι η ικανότητα να διαβάζει και να μετατρέψει γενετικές πληροφορίες, να κάνει σμίκρυνση στη μοριακή κλίμακα. Διαθέτει επίσης και την ικανότητα να παράγει υπολογιστικά αποτελέσματα που αλληλεπιδρούν άμεσα με ζωντανούς οργανισμούς.”
Ο μορφοτροπέας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο γενετικό υλικό για την αξιολόγηση και την ανίχνευση ειδικών αλληλουχιών. Θα μπορούσε να αλλάξει και να επεξεργάζεται αλγόριθμους γενετικού κώδικα. Παρόμοιες συσκευές, αναφέρει ο καθ. Keinan, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλα υπολογιστικά προβλήματα, αναφέρει το sciencedaily.
“Όλα τα βιολογικά συστήματα, ακόμη και ολόκληροι ζωντανοί οργανισμοί, είναι φυσικοί μοριακοί υπολογιστές. Κάθε ένας από εμάς είναι ένας βιομοριακός υπολογιστής, δηλαδή, μια μηχανή στην οποία όλα τα συστατικά είναι μόρια” αναφέρει. Το υλικό και το λογισμικό είναι πολύπλοκα βιολογικά μόρια που ενεργοποιούν το ένα το άλλο για να πραγματοποιήσουν κάποια προκαθορισμένα χημικά καθήκοντα. Το input είναι ένα μόριο που υποβάλλεται σε συγκεκριμένες, προγραμματισμένες αλλαγές, με ένα συγκεκριμένο σύνολο κανόνων (λογισμικό) και το output αυτής της χημικής διαδικασίας υπολογισμού είναι ένα άλλο καλά καθορισμένο μόριο. ”
Στην έρευνα συνέβαλαν και οι Δρ Tamar Ratner και Δρ Ron Piran του Technion’s Schulich Faculty of Chemistry, καθώς και η Dr. Natasha Jonoska από το Department of Mathematics του University of South Florida.
