ДНК-компьютер все реальнее

Ученые Колумбийского университета (Нью-Йорк) совершили большой прорыв в работе над созданием ДНК-компьютера, в котором роль традиционных полупроводниковых микросхем возьмут на себя цепочки ДНК. В будущем они планируют применить разработанный подход к диагностике птичьего гриппа.

MAYA-II (Molecular Array of YES and AND logic gates, молекулярная матрица логических операторов "ДА" и "И") в четыре раза больше своего предшественника MAYA-I, созданного этой же группой три года назад, и содержит более сотни ДНК-наносхем.

Тестирование компьютера проводилось с помощью игры "крестики-нолики" против соперника-человека. MAYA-II выигрывал в подавляющем большинстве случаев.

MAYA-II представляет собой 9 культуральных лунок, расположение которых напоминает сетку "крестиков-ноликов". В каждой лунке находится раствор, содержащий фрагменты ДНК, меченые красным или зеленым флуоресцентным красителем.

Компьютер всегда начинает игру,

активируя центральную лунку. Вместо нажатия кнопок на клавиатуре или поворота джойстика второй игрок делает ход, добавляя в одну из лунок цепочку ДНК. Выбранная лунка реагирует зеленой флуоресценцией. Это, в свою очередь, стимулирует ответный ход со стороны компьютера, проявляющийся в красной флуоресценции одной из оставшихся лунок.

Игра продолжает до тех пор, пока компьютер не выиграет, при этом на каждый ход затрачивается около 30 минут.

Руководитель исследовательской группы вирусолог Джоанн Макдональд (Joanne Macdonald) поясняет,

что, хотя ДНК и не может соревноваться с кремнием в быстродействии, достоинство изготовленных на ее основе наносхем заключается в возможности использовать их в жидкой среде, например, в образце крови, и принятия решений на уровне единичной клетки.

В настоящее время ученые занимаются созданием прибора, обеспечившего бы высокочувствительную диагностики вируса Западного Нила за счет идентификации различных штаммов вируса.

В будущем они планируют применить разработанный подход к диагностике птичьего гриппа.

Конечной целью является создание имплантируемых приспособлений, способных одновременно распознавать и уничтожать злокачественные клетки или, например, следить за уровнем инсулина в крови при диабете и высвобождать его в кровоток по мере необходимости. Разработчики уверены, что первые прототипы таких устройств будут готовы в течение ближайших пяти-десяти лет.