Чи смертний Сократ? Відповідає біокомпьютер

Як вчені зібрали з ДНК комп'ютер і навчилися ставити йому питання - і навіть отримувати на них правильні відповіді.

Сьогодні біокомпьютери, в яких роль мікросхем виконують ДНК та інші біологічні макромолекули, існують тільки в одиничних лабораторіях. Вони ще дуже і дуже далекі від кінцевих користувачів - але в групі ізраїльського професора Ехуда Шапіро (Ehud Shapiro) вже знають, як зробити їх ближче до людей.

Перший свій біокомпьютер вчені зібрали з фрагментів ДНК в 2001 р. Такий простий пристрій виявився ще й дуже (дуже) мало: трильйони їх можуть поміститися в одній краплині води. Незважаючи на це, схема була цілком здатна проводити найпростіший логічні операції - наприклад, перевірити список з випадкового набору нулів і одиниць, підрахувавши, чи чітке число одиниць в ньому зустрічається.

Наступну версію біокомпьютера Шапіро з командою представили 3-ма роками пізніше. Він вже був здатний за деякими характерними маркерами виявляти ракову клітку і давати команду на вивільнення терапевтичного з'єднання. Ну а нещодавно вчені продемонстрували і зовсім цікаву схему, що дозволяє їх біокомпьютеру «логічно мислити».

Тест для перевірки уявних здібностей був обраний донезмоги класичний - запропонований ще Арістотелем силлогізм схеми «якщо - то». А саме: "Всі люди смертні. Сократ - людина. Отже, Сократ смертний ". Подібно «міркує» і ізраїльський біокомпьютер. Якщо «згодувати» йому два «твердження» - «Сократ - людина» і «Люди смертні», він здатний вірно відповісти на питання «Чи смертний Сократ?» Після цього вчені перейшли і до більш складних логічних побудов, і їх комп'ютер з успіхом впорався і з ними.

Щоб отримати можливість ставити запитання, потрібен перекладач - компілятор, який служить «мостом», що з'єднує високорівневу мову, якою формулюється питання, в код, зрозумілий ДНК-комп'ютеру. Він, зрозуміло, теж був створений в лабораторії.

Наприклад, питання викладається формулою «Mortal (Socrates)?» і передається в комп'ютер (звичайний), з'єднаний зі складним лабораторним роботом. Він перетворює це формулювання на набір певних фрагментів ДНК, що відповідають вихідним правилам і питанню. Та чи інша відповідь кодується флуоресцентною міткою: скажімо, при варіанті «Так» формується нова нитка ДНК, яка зв'язується з присутнім в розчині білком, що містить світиться зеленим маркер. Зв'язок вивільняє маркер - і в пробірці зеленим сяє відповідь: «Так!» Більш складні комбінації білків можуть давати і більш хитромудрі відповіді, коли це стане необхідним.

Читайте і про досягнення іншої групи вчених, зайнятої проблемою ДНК-комп'ютерів: «Рідкий комп'ютер».

За прес-релізом Weizmann Institute of Science