Toekomst? DNA-computers verwerken software in het menselijk lichaam

Bestanden opslaan in DNA-strengen is al een feit - Harvard University heeft bijvoorbeeld een boek van 53.000 woorden omgezet in een Javascript-toepassing van 5, 37 MB voor het polymeer; zelfs het opslaan van alle kennis die de mensheid ooit heeft geproduceerd in slechts 4 gram zuur is theoretisch mogelijk.

Maar de volgende stap is om organische computers te maken van deoxyribonucleïnezuurketens. Het concept dateert uit 1994, toen Leonard Adleman, in DNA, de Travelling Salesman Problem (PCV) oploste, een wiskundige puzzel waarbij de kortste afstand tussen een reeks steden moet worden afgelegd naar het beginpunt.

Sindsdien zijn verschillende op DNA gebaseerde "circuits" ontwikkeld (zie hier meer). Dit keer is het idee om enkele traditionele programmeerprincipes toe te passen op "organische computers op nanoschaal". De enige vorm van archivering van informatie tussen DNA-paren zou worden gebruikt als de basis voor het creëren van functionele processoren via de "hybridisatie" -methode.

Maar hoe?

In DNA wordt informatie opgeslagen door nucleotidesequenties cytosine (C), guanine (G), adenine (A) en thymine (T). Het betekent grofweg dat dit native opslagmechanisme kan worden gebruikt voor computergebruik.

Eenvoudige sequenties van de DNA-basen zouden als de "invoer" worden gebruikt, en daaropvolgende zuurstrengen ("draden") zouden de "uitvoer" zijn - hetgeen zou resulteren in de werking van een processor van informatie ingevoerd via het CGAT-mechanisme.

De software zou dan gebaseerd zijn op methoden voor het selecteren van moleculen die op een specifieke manier op elkaar inwerken om een ​​bepaald product ("output") te creëren door middel van "automatische DNA-assemblage", een proces waarbij basissets (CGAT's) ) spontaan interageren om "specifieke DNA-strengen" te vormen.

DNA-robots zijn ook niet nieuw, inderdaad - in 2000 demonstreerde Bernard Yurke hoe een pincet op nanoschaal werkte; In 2011 creëerde Andrew Turberfield zwemmachines die allemaal van zuur waren gemaakt.

De voorgestelde toepassing kan er echter toe leiden dat logische bewegingen worden uitgevoerd door robots die bekend staan ​​als DNA Walkers. Moleculen kunnen door enzymen naar een bepaalde ketenhoogte leiden. Het zou dus mogelijk zijn om medicijnen uiterst precies op specifieke delen van het lichaam aan te brengen.

Biochemische interactie

Er zijn beperkingen aan de opdrachten die door zuur kunnen worden uitgevoerd. Hun wegwerpkarakter (ze kunnen maar één keer worden gebruikt) is een nieuwe uitdaging voor onderzoekers. Het bouwen van circuits en processoren uit DNA is in elk geval een relatief goedkoop proces. Bovendien heeft het materiaal grote opslagcapaciteiten. Het verschil is ook de interactie met biochemische omgevingen - meer dan een plausibele rechtvaardiging die de ontwikkeling van nano-robots motiveert.

De toekomst

Het bestrijden van ziekten via geneesmiddelen die via DNA-machines zijn ingebracht, is nog steeds een droom. Het feit is echter dat de procedures voor de productie van organische computers worden verbeterd.

Zullen er nieuwe "organische programmeertalen" worden ontwikkeld om traditionele circuits voor eens en voor altijd te vervangen? Reageer op het TecMundo-forum

Via TecMundo.