Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin
  • БиоМолТекст17

Гармошка из ДНК

Биохимики сделали большой шаг к созданию ДНК-компьютеров

РИА Новости

Американские биохимики научились сплетать нити ДНК в своеобразные «гармошки», которые можно использовать в качестве базовых элементов для биологических компьютеров будущего, говорится в статье, опубликованной в журнале Science (Song et al., Reconfiguration of DNA molecular arrays driven by information relay).

«Как правило, современные вычислительные системы на базе ДНК находятся в растворе не в собранном виде, а в виде набора из разрозненных молекул, хранящих в себе информацию и свободно плавающих в растворе. Нам удалось сделать следующий шаг – связать все нити ДНК вместе и превратить их в физическую машину», – рассказывает Юнган Кэ (Yonggang Ke) из университета Эмори в Атланте (в пресс-релизе Switchable DNA mini-machines store information – ВМ).

Сегодня в большинстве опытов с наномашинами на базе ДНК используется особый класс методов их сборки, которые в научном сообществе известны под собирательным названием «ДНК-оригами». В этой методике основой для любых деталей биомашин служит длинная одинарная цепочка ДНК, которая сплетается в нужный трехмерный предмет при помощи коротких «шпилек» из нескольких нуклеотидов – кирпичиков ДНК.

За последние годы биохимики сплели десятки различных машин из коротких цепочек ДНК, в том числе щипцы, системы доставки лекарств в определенные клетки организма и даже примитивных роботов-«трансформеров» и простейшие компьютеры. Дальше этого разработка ДНК-оригами не продвинулась по нескольким причинам – сложные структуры из нитей ДНК собирать очень сложно, и еще сложнее ими управлять и менять их структуру.

Кэ и его коллеги нашли способ решить эту проблему, научившись объединять нити ДНК в структуры, похожие по своей форму на двери-«гармошки» в автобусах или, как выражаются сами биохимики, меха аккордиона. Каждый сегмент такой ДНК-«двери» состоит из нескольких скрещенных нитей, положение которых в пространстве зависит от того, как расположены соседние блоки.

Yonggang.jpg

Благодаря этому подобные ДНК-оригами сохраняют стабильность и форму даже в том случае, если их присоединить к какой-то другой молекуле или твердой поверхности, и при этом они остаются подвижными и способными к сжатию и «распрямлению».

Соответственно, объединив несколько подобных «гармошек» разной формы и размеров, можно создавать сложные структуры, реагирующие на внешние стимулы и работающие по тем же принципам, что и транзисторы в обычных компьютерах. Главным их отличием будет то, что «переносчиком» информации здесь будут выступать не электроны, а короткие одиночные нити ДНК, присоединяющиеся к специальным участкам на поверхности оригами и заставляющие их поменять свою форму.

Помимо биокомпьютеров, эти же самые «гармошки», как рассказывает Кэ, можно применять для создания полноценных наномашин, состоящих из множества движущихся частей, взаимодействующих между собой. И то и другое, как надеются ученые, помогут сделать наномашины более полезными и практичными, чем они являются сегодня.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 23.06.2017


Читать статьи по темам:

синтетическая биология компьютеры Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Дрожжи с логическими вентилями

Исследователи ввели в гены дрожжей аналоги логических элементов ИЛИ-НЕ, из которых можно построить все остальные элементы для совершения логических операций.

читать

Инструмент для создания клеточных компьютеров

До сегодняшнего дня эксперименты с программированием клеток в основном велись на бактериях. Сейчас подход синтетической биологии расширен на клетки млекопитающих и человека.

читать

Элитная флешка

В цепочку генов можно записать в 60 раз больше информации, чем на сегодняшние носители. Однако мы вряд ли будем копировать в ДНК музыку или фото.

читать

ДНК-компьютеры заменят «железо»?

К 2020 году объем данных, созданных и сохраненных человечеством, достигнет 40 000 эксабайт. Для хранения этой информации было бы достаточно менее 100 г ДНК, что заставляет искренне верить в перспективу развития ДНК-компьютеров.

читать

«Драйвер нагрузки» для биокомпьютера

Подобные устройства в обычной электронике не являются составной частью логических цепей – они лишь помогают им корректно работать, нейтрализуя паразитные токи и стабилизируя работу транзисторов.

читать