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.



Как связан рассеянный склероз с вирусами

Новое исследование показывает, что инфекции в подростковом возрасте могут повышать риск получения диагноза РС во взрослом возрасте. Триггеры рассеянного склероза могут возникнуть за годы до появления симптомов и постановки диагноза. Серьезные инфекции в подростковом возрасте могут повысить риск диагноза РС в более позднем возрасте. Инфекция играет важную роль независимо от генетического риска. Рассеянный склероз (РС)…

Как происходит переход от острой боли к хронической

Абстрактное понятие боли Ранее нераспознанная контрольная точка, определенная как цель для лекарств, блокирующих переход. Новое исследование, проведенное исследователями Калифорнийского университета в Ирвине, впервые выявило конкретный молекулярный механизм, который контролирует переход от острой боли к хронической, и идентифицирует этот механизм как критическую мишень для лекарств, модифицирующих болезнь. Результаты исследования, названное «NAAA-регулируемых сигнализации липидные регулируют переход от…

Как световая терапия помогает людям с деменцией

По мнению исследователей, инфракрасная световая терапия может помочь людям, страдающим деменцией. Пилотное исследование, проведенное доктором Полом Чазот из Даремского университета, Великобритания, и доктором Гордоном Дугалом из Maculume Ltd, выявило улучшения памяти, двигательной функции и навыков обработки информации у здоровых людей с нормальной интеллектуальной функцией для их возраста. В результате, по словам исследователей, транскраниальная фотобиомодуляционная терапия…

Как лечить Синдром Заки у детей

На изображениях изображены эффекты синдрома Заки и лечения препаратом CHIR99021. Слева обычный скелет мыши с ногами и хвостом. В центре — мышь, несущая мутацию гена с отсутствующим хвостом. Справа мышь с мутацией, обработанная лекарством, демонстрирует отросший хвост. Предоставлено: Джозеф Глисон, Калифорнийский университет в Сан-Диего. Полученные данные указывают на возможность лечения и профилактики врожденных дефектов еще…

Зачем носить маски на улице защищаясь от коронавируса

Ветер, дующий в том же направлении, что и кашель, может усилить передачу вируса. Поскольку высокоинфекционный дельта-вариант коронавируса продолжает распространяться по Соединенным Штатам, руководящие принципы Центров по контролю и профилактике заболеваний рекомендуют даже вакцинированные маски для ношения в помещении, чтобы предотвратить заражение и передачу. Что люди должны делать на улице? В книге «Физика жидкостей», опубликованной AIP…