6 июня 2011

Компьютер из ДНК в теле человека – фантастика или реальность ближайшего будущего?

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.



Забор и хранение пуповинной крови

Пуповинная кровь — источник стволовых клеток. Хранение пуповинной крови рассматривается как наиболее комплексная технология для предотвращения и даже лечения широкого спектра опасных для жизни заболеваний. Пуповина Пуповина — это трубка, которая соединяет растущий плод с плацентой. Его основная функция во время беременности — обмен питательными веществами и кровью между эмбрионом и плацентой. Пуповина полна гемопоэтических…

Что нужно знать о мастоидите?

Мастоидит – это заболевание, при котором сосцевидный отросток, расположенный на височной кости, воспаляется. Сам этот отросток выполняет важные функции: к нему прикреплены мышцы, благодаря которым человек может наклонять и поворачивать голову. Если рассматривать сосцевидный отросток с анатомической точки зрения, то он будет представлять собой ни что иное, как костное образование, расположенное непосредственно за ушной раковиной,…

Что нужно знать о синдроме раздраженного кишечника?

Спастический колит – это функциональное заболевание кишечника, одна из форм хронического колита, с характерной хронической болью, из-за спазмов, то есть болевых сокращений мышц в толстом кишечнике. Спастический колит также может обозначаться как синдром раздраженного кишечника. Состояние проявляется дискомфортом, вздутием в области живота и общим нарушением в поведении кишечника. Если это заболевание не лечить, оно приводит…

Чем опасен дефицит фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы? 

Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа является одним из ферментов, необходимых для правильного хода пентозного цикла, во время которого образуются соединения, ответственные за восстановление так называемых свободных радикалов (это определяется антиоксидантным действием). Благодаря этому процессу гемоглобин — белок, транспортирующий кровь, остается неповрежденным и не «слипается». Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы — опасное состояние, требующее врачебного вмешательства. Кроме нарушений, связанных с аномальными изменениям эритроцитов,…

Побочные эффекты стероидов

Анаболические стероиды — это мощные лекарства, которые многие люди принимают в высоких дозах для повышения спортивной результативности. Они помогают наращивать мышечную ткань и увеличивать массу тела, действуя как естественный мужской гормон, тестостерон. Побочные эффекты стероидов затрагивают людей, не соблюдающих дозировку. Более низкие дозы анаболических стероидов иногда используются для лечения очень серьезных заболеваний. Их не следует…