А мерикански учени доказаха, че за сложни изчисления не е задължително да имате суперкомпютър - вместо това може да се сдобиете с епруветка бактерии.
Предварителните резултати от експеримента за създаване на прототип на биологично изчислително устройство от ДНК на живи организми са публикувани в списание за биологично инженерство.
За способностите на ДНК да съхранява и обработва информация отдавна е известно: генетиците са изчислили, че в една верига молекули може да се съхранят толкова данни, колкото в 1000 книги от по 500 страници всяка.
Изследователите много се интересуват от използването на този уникален ресурс. Разработки има от над 10 години.
Учени от "Дейвидсън Колидж" и Университета в Мисури, ръководени от Кармела Хейнес, за първи път успяха не на теория, а на практика да демонстрират изчислителните възможности на ДНК чрез бактерията E. Сoli.
Те използвали способността на веригата нуклеотиди да обработват големи масиви от данни.
За нагледност се обърнали към известния в математиката и изчислителната техника пример за пържени палачинки и оптималното решение, което през 1979 г. дал самият Бил Гейтс.
Смисълът на задачата е да се намери минималният брой обръщания на палачинки с различен размер до постигането на най-устойчива купчинка.
Всъщност тази простичка главоблъсканица от комбинаториката показва една от основните функции, които изпълняват компютрите - обработка на големи масиви от информация, с помощта на преобръщане (транспониране) на порции данни.
Доктор Хейенс и колегите й използвали аналогичния ефект - комбиниране на различни гени и тяхното преместване.
В хода на експеримента отделните участъци от ДНК играли ролята на палачинки. С помощта на специално добавен фермент учените успели да повлияят на преместването на тези участъци в зависимост от реакцията на антибиотика тетрациклин.
Най-важното било, че учените успели да разположат "вложката" по такъв начин, че активността на гена, отговарящ за устойчивостта към антибиотика, се проявява само тогава, когато всички блокове на ДНК се подредят в определена последователност.
Бактериите E.сoli нямат собствена система за рекомбинация на гените, но са детайлно изучени и са подходящи обекти за наблюдение. Изследователите им направили "ъпгрейд", като снабдили клетъчния механизъм за управление на ДНК с фермента Hin-рекомбиназа.
При определено разположение и ориентация "се включва" устойчивост към раздразнение.
При това броят рекомбинации, необходими на бактерията за формиране на устойчивостта, е еквивалентен на минималния брой обръщания на палачинки, които са необходими съгласно условието на посочената задача.
По думите на изследователите аналогични изчисления в "чашка на Петри", съдържаща милиарди микроорганизми, теоретично позволяват да се сложи начало на истинска изчислителна симбиоза: всяка бактерия в случая е прототип на биологичен компютър.
Като отчита броя на гените във всеки жив организъм, хипотетичната производителност на такава "изчислителна система" може да се приближи до най-мощните съществуващи в момента компютри и дори да ги надмине, коментира електронното издание "Мембрана".
