Programozható DNS - szintetikus biológia

Biológia és számítástudomány kölcsönösen, egyre erőteljesebben hatnak egymásra. Sokáig mégis úgy tűnt, a hagyományos computer-architektúra változatlan marad: szilíciumalapú digitális processzorokon futnak a szoftverek. A két diszciplína fúziója, a legfrissebb kutatási eredmények viszont számítógéppé alakítható sejteket, programozható DNS-t, biokémiai memóriát vetítenek előre.

Knight és munkatársai (többek között Endy) a sejt belsejét tanulmányozva, a BioBricks eszközkészlet fejlesztésébe fogtak. A mintegy négyszáz "biológiai építőkocka" a majdani programozható organizmusok fejlesztéséhez nélkülözhetetlen (folyadékkal megtöltött üvegcsékben tárolt) alapelem. Gondosan kiválasztott és ismert DNS-részecskéket is tartalmaznak. Képesek utánozni a hagyományos számítógépes áramkörök működését. Önmagukban primitív, csoportosan viszont magasabb szintű feladatokat hajtanak végre. Logikai kapukként az egyszerű Boole-féle műveleteket kivitelezik: AND, NOT, NOT AND, OR, NOT OR, és így tovább.

Knight és Endy különbséget tesznek genetikai és biológiai tervezés között: előbbi a már létező gént próbálja egyik organizmusból a másikba juttatni, utóbbi a DNS minden bitjét specializálja, meghatározza formájukat, funkciójukat. Kontrollált, előre jelezhető módon teszi; nagyjából úgy, mintha például hidat építenénk.

A biológiai komponensek azonban felettébb lassúak: összevetve a hagyományos számítógépek nanoszekundumaival, esetükben másodpercekről, percekről beszélhetünk. "Ez nem jelenti azt, hogy alkalmasint szénből készült nanocsövekhez ne használnánk fel őket" - magyarázza Knight. A nanocsövek pedig molekuláris méretű, gyors és nagyteljesítményű computerek gyártásánál alkalmazhatók.

A közeljövőben egyelőre arra számíthatunk, hogy a szintetikus biológia - az akár többmillió, túl sok erőforrást nem igénylő komponens programozását biztosító elmélet és módszer kidolgozását követően - a szilíciumalapú eszközök készítésekor is hasznosítható.

Forrás: Agent Portal