A miniatürizálás jövője: DNS alapú számítógépek

[CNET] Amióta Alan Turing a múlt század 30-as éveiben kidolgozta a később a nevével összefonódott Turing-gép (azaz olyan automata, mely képes adatok tárolására és különféle, számításokon alapuló válaszok adására) koncepcióját, számos olyan próbálkozás született megvalósítására, amely DNS molekulákat vett alapul. Azonban mindeddig alig akadt olyan DNS automata, mely képes lett volna önállóan működni. Ám nemrégiben az izraeli Weizmann Institute kutatói a Nature című magazinban publikált tanulmányukban beszámoltak egy DNS alapú véges automata elkészítéséről.

Amint Ehud Shapiro, az írás egyik szerzője elmondta: "sikerült egy élő molekulákból álló nanoszámítógépet építenünk, mely oly apró, hogy önmagában nem képes működésre. Ugyanakkor ha egybillió ilyen számítógépet összekapcsolunk, akár egymilliárd művelet elvégzésére is képesek."

Az izraeli nanoszámítógép az első olyan DNS alapú automata, amelyben mind a bemeneti, kimeneti adatok, mind pedig a hardver és a szoftver biomolekulákból épül fel. A "készülék" programozása nem áll másból, mint a végrehajtandó műveleteknek megfelelő DNS-szekvencia kiválasztásából. Az automata ezt elegyíti a beviteli DNS-szekvenciával, majd egy eredménymolekulát állít elő. Az egybillió összetevőből álló számítógép egyetlen kémcsőben elfér, és 99,8%-os pontossággal hajt végre másodpercenként egymilliárd műveletet.

Nyilvánvaló, hogy a felfedezés gyakorlati hasznosítása még jó néhány évet várat magára, ugyanakkor a kutatók szerint az automata alapja lehet olyan jövőbeni DNS alapú számítógépeknek, melyek az emberi sejtekben működve képesek a potenciális betegségre utaló jeleket figyelemmel kísérni, és az azt semlegesítő ellenanyagot szintetizálni.

A kutatók szerint a DNS alapú automaták a miniatürizálás új korszakát jelenthetik. Hiszen a DNS egyetlen köbcentiméteren több információt képes tárolni, mint egybillió CD. Amint azt Shapiro elmondta: "az elő sejtek elképesztő molekuláris gépeket tartalmaznak, melyek a DNS-hez és RNS-hez (ribonukleinsav) hasonló információkódoló molekulákat oly módon képesek manipulálni, ami alapvetően nagyon hasonlít a számítógépekben is alkalmazott számításokhoz."