Група вчених Каліфорнійського технологічного інституту сконструювала біологічний комп'ютер на основі більш ніж ста біологічних "транзисторів" з ниток ДНК.
Крім того, колектив дослідників під керівництвом Еріка Уїнфрі розробив набір інструментів (у тому числі віртуальний конструктор і компілятор) для розробки більш складних моделей біовичислюючих пристроїв.
Комп'ютер являє собою ланцюг ДНК в рідкому середовищі. ДНК має властивість комплементарності – нитки певних послідовностей можуть утворювати один з одним міцні пари. Якщо послідовність однієї нитки точно комплементарна послідовності інший, то з'єднання виявляється максимально міцним.
Вчені створили кілька логічних контурів, загальне число ниток ДНК у яких дорівнює 130. Найбільший контур включає 74 нитки і він здатний витягувати квадратний корінь з чисел аж до 15.
Більш ранні дослідження в цьому напрямку виявили проблему в конструюванні логічних біоелементів – при ускладненні послідовності ДНК-транзисторів ефективність системи різко знижувалася, що було перешкодою для ускладнення логічних ланцюгів на основі нуклеїнових кислот.
Американські вчені спробували вирішити саме цю проблему, пишуть вони у своїй статті в журналі Science. Повноцінний набір "будівельних блоків" для конструювання логічних елементів складається усього з трьох видів "біо"-транзисторів – "гойдалка", "межа", і "сигнал".
Кожен з цих модулів конструюється з коротких "шпильок" (ділянок транскрипції молекули ДНК, вони можуть утворювати спіраль без участі другого ланцюжка), які взаємодіють один з одним за допомогою невеликих ділянок – "маркерів".
При цьому кожен елемент може мати декілька логічних входів і виходів, і їх кількість фактично не обмежена.
Біологи розробили на їх основі логічні елементи "І", "АБО", "Ні", які є аналогами сучасних напівпровідникових логічних вентилів. Як відзначають вчені, точність логічних елементів була досить високою (враховуючи те, як протікають мікробіологічні процеси), причому, з ускладненням архітектури вона не змінювалася.
Для демонстрації ефективності своєї розробки вчені сконструювали пристрій, який обчислює квадратний корінь з 4-бітного числа.
