Крошечные биологические компьютеры, изготовленные из ДНК и РНК, могут произвести революцию в том, как мы диагностируем и лечим множество заболеваний.
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) создали биологические компьютеры, которые работают дольше других подобных устройств. Такие вычислительные аппараты потенциально могут сохраняться внутри клеток.
В статье, опубликованной в журнале Science Advances, авторы отказываются от традиционного подхода, основанного на ДНК. Вместо этого они использовали РНК нуклеиновой кислоты. В результате оказалось, что цепочки РНК такие же надежные и универсальные, как и их аналоги на основе ДНК. Более того, живые клетки могут создавать эти цепочки РНК непрерывно, но такое не всегда работает с цепями ДНК.
Биологические компьютеры похожи на обычные вычислительные устройства, их можно запрограммировать для выполнения различных задач.
Разница в том, что информация кодируется не единицами и нулями, а строками A, T, C и G. Это четыре химических основания, составляющие ДНК.
Сэмюэль Шаффтер, научный сотрудник NIST и ведущий автор исследования
Исследователи могут контролировать цепочку нуклеиновой кислоты и с чем ей связываться, когда собирают определенную последовательность оснований.
Цепочку можно сконструировать таким образом, чтобы она прикреплялась к определенным частям ДНК, РНК или конкретным белкам, связанным с заболеванием. Дальше в этой же цепи запускаются химические реакции с другими цепями: это нужно для обработки химической информации. Результат, который мы получаем после обработки данных, может помочь при диагностике заболеваний.
Главной проблемой таких устройств была недолговечность: их хватало только на один цикл работы, поэтому авторы решили заменить основание с ДНК на РНК. В результате они создали устройство, которое смогло последовательно выполнять различные логические операции.
Читать далее
«Джеймс Уэбб» сделал самую четкую фотографию звезды в истории
Квантовая зарядка позволит рекордно быстро заряжать электромобили