Группа исследователей под руководством Итамара Виллнера из Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University in Jerusalem) разработала очередную модель простого "молекулярного калькулятора", сообщает New Scientist.
В "нанокомпьютере" использовались 2 фермента – глюкоздегидрогеназу и пероксидазу хрена. Два химических компонента – перекись водорода и глюкоза – использовались в качестве вводных (А и В). Присутствие каждого из химических веществ соответствовало единице в двоичной системе счисления, а отсутствие, соответственно, нулю. Химический результат, получаемый при реакции ферментов, определялся оптически.
Ферментный компьютер позволяет совершать 2 фундаментальные логические операции – И (A и B должны быть равными единице) и ИЛИ (A и B должны иметь отличные друг от друга значения). Добавление еще двух ферментов – глюкозоксидазы и каталазы – связало две логические операции, дав возможность сложить двоичные числа, используя простые логические функции.
На сегодняшний день ферменты уже используют для вычислений. Для этих целей применяются специально закодированные молекулы ДНК. Такие ДНК-компьютеры потенциально должны превзойти по скорости и производительности распространенные сейчас кремниевые компьютеры, поскольку могут осуществлять множество параллельных вычислений и содержать огромное количество компонентов в микроскопическом пространстве.
Однако ферментный компьютер израильских ученых создан не ради скорости: для вычисления ему может потребоваться несколько минут. Он будет встраиваться в биосенсорное оборудование и использоваться для мониторинга и корректировки реакции пациента на определенные дозировки препарата. "Это компьютер, который можно интегрировать в человеческий организм, – рассказал Виллнер. – Нам кажется, что ферментный компьютер, введенный в тело пациента, можно использовать для вычисления пути метаболизма."
Разработка простых молекулярных счетчиков необходима для успешного создания настоящих биомолекулярных компьютеров. Можно представить себе множество применений таких машин, например, доставка лекарств, когда терапевтический узел создается именно там, где возникает проблема. Счетчики могут обеспечивать систему контроля, активирующуюся, если клетки начинают бесконтрольно размножаться, не допуская развития раковой опухли, и многое другое.
