Компьютер из ДНК в теле человека – фантастика или реальность ближайшего будущего?
Недавно группа американских специалистов из Калифорнийского технологического института выступила с идеей запуска в человеческом организме так называемого ДНК-компьютера, который представляет собой сочетание особых цепей генных последовательностей в жидкой среде. По замыслу авторов предложения, такие биологические вычислительные устройства могут быть использованы для контроля состояния тех или иных параметров, а так же для регулирования выделения лекарственных препаратов, находящихся в специальных капсулах-переносчиках. Идея создания ДНК-компьютера основана на таком известном свойстве ДНК, как комплементарность. Говоря другими словами, нити определенных последовательностей могут образовывать друг с другом прочные пары. При этом соединение оказывается максимально прочным в случае точной комплиментарности последовательности одной нити последовательности другой.
Если же соответствие будет неполным, то такая пара окажется менее устойчивой и нить, лучше подходящая к одной из двух цепей «неправильной» пары, может вытеснить вторую цепь, заменив ее собой. Вот именно этот процесс последовательного вытеснения одних нитей другими и был использован калифорнийскими учеными при создании биологического компьютера из ДНК. В процессе своей работы ученые смогли создать несколько логических контуров, общее число нитей ДНК в которых равно 130. Самый большой контур включает в себя 74 нити, причем в настоящее время он способен извлекать квадратные корни из чисел вплоть до 15. Кроме того, устройство уже сейчас способно успешно выполнять логические операции «И» или «ИЛИ», хотя сами вычисления и занимают около 10 часов.
Здесь необходимо отметить еще один такой немаловажный момент, как неспособность биохимических реакций протекать со стопроцентной точностью. Данное ограничение обуславливает наличие в работе компьютеров из ДНК постоянного шума. Однако авторы смогли минимизировать этот шум посредством автоматического усиления сигнала самим устройством в том случае, если его вероятность превышает 80%, а также ингибированием всех сигналов, вероятность которых оказывается ниже 10%. Как сообщает на своих страницах интернет-портал life.comments.ua, основные идеи и моменты новой разработки изложены в недавнем пресс-релизе Калифорнийского технологического института.
Ну а в заключение остается добавить, что в будущем такие устройства, которые пока еще работают только в лабораторных условиях, с большим успехом могут быть использованы внутри человеческого тела. Например, они вполне могут взять на себя задачу осуществления контроля концентрации в крови того или иного вещества, на основании чего будут «принимать решение» о дозировании выделения соответствующего лекарственного средства, содержащегося в специальной капсуле.
Исследователи из Института науки Вейцмана в Израиле выявили дрожжи, которые можно использовать для предотвращения инвазивного кандидоза, основной причины смерти госпитализированных пациентов и пациентов с ослабленным иммунитетом. Исследование, недавно опубликованное в Журнале экспериментальной медицины (JEM), показывает, что новые дрожжи безвредно живут в кишечнике мышей и людей и могут вытеснять дрожжи, ответственные за кандидоз, Candida albicans. Микробы…
Недавние исследования выявили решающую роль метилирования ДНК в черепно-лицевом развитии, открывая путь к предотвращению расщелины губы и неба путем понимания воздействия окружающей среды на генетическую экспрессию. Расщелина губы и неба — наиболее распространенные черепно-лицевые врожденные дефекты у человека, ежегодно поражающие более 175 000 новорожденных во всем мире. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, до…
Исследователи из Университета штата Мичиган разгадали загадку менее изученной структуры сперматозоида, известной как цитоплазматическая капля (ЦК). CD, характеризующийся увеличенной цитоплазмой — вязким желеобразным веществом, инкапсулированным клеточной мембраной, — расположен рядом с головкой сперматозоида, особенно на его шейке. Это явление наблюдается у всех млекопитающих, включая человека. Эта новая генетическая модель является первой в своем роде. Как…
Исследование показывает, что блокирование белка PD-L2 в стареющих раковых клетках после химиотерапии повышает способность иммунной системы разрушать эти клетки, потенциально повышая эффективность химиотерапии против рака. Лечение рака, включая химиотерапию, помимо уничтожения большого количества опухолевых клеток, также приводит к образованию стареющих опухолевых клеток (также называемых «клетками зомби»). Хотя стареющие клетки не размножаются, они, к сожалению, создают…
Переход от продуктов животного происхождения к продуктам растительного происхождения, независимо от того, считаются ли эти продукты растительного происхождения здоровыми или вредными согласно индексу растительной диеты, приводит к снижению веса у людей с избыточным весом, снижает потребление холестерина и жиров, а также увеличивает потребление клетчатки. Согласно новому анализу Комитета врачей за ответственную медицину, опубликованному в Европейском…
