Группа экспертов из ряда южноамериканских научных центров, включая институт Калифорнии и исследовательский центр Microsoft, создала программируемый контролер химических реакций на базе молекул ДНК.
Приспособление способно синтезировать установленные цепочки дезоксирибонуклеиновых кислот в ответ на конкретную комбинацию сигналов. Подробности приведены в статье для журнала Nature Nanotechnology.
Контроллер получает конкретный набор цепочек ДНК и после этого в соответствии с заблаговременно установленными правилами синтезирует иные цепочки в требуемом количестве. Исследователи описывают его работу, используя уравнения химических реакций: в случае если на входе есть A и B, то на выходе может быть, например, C и D. Или же, что также допускает новая система, комбинация B и C или же двойное число C. Творцы исследования подчеркивают соблюдение количественных пропорций: контроллер не просто запускает синтез того или иного препарата в случайных числах, а восоздает установленную концентрацию продукта.
Также, научные работники показали управляющий составляющее, исполняющий роль фильтра. В случае если на его входе есть мощный сигнал A и слабенький сигнал B, то слабенький сигнал будет проигнорирован фактически полностью и предписанного правилами продукта C (А приводит к синтезу C, B приводит к синтезу D) окажется гораздо больше, чем продукта D. Соотношение C/D окажется гораздо выше, нежели A/B; аналогичный фильтр позволяет увеличить устойчивость работы сложной биохимической системы со множеством закономерных частей.
Обработку сигналов исследователи продали на базе двуспиральной ДНК с несколькими разрывами в одной из цепей. Данные разрывы упрощают замещение части молекулы на чужие фрагменты пригодной структуры. Подобрав то, какие участки на молекулах ДНК будут с легкостью отрываться и задав очередность нуклеотидов, которая сможет встать на освободившееся место, научные работники сумели воплотить как обычное логическое "И" (реакция "A B выдает C"), так и более трудные упражнения. По версии исследователей, в следствии им получилось создать аналог языка программирования для биохимических действий с сочетанием закономерных операций и количественных значений тех или иных переменных (концентраций товаров реакции).
Синтез фрагментов ДНК по данным правилам, как объясняют авторы свежей работы, может применяться при разработке микроскопических приборов. Ранее научные работники показали возможность применения ДНК не только как носителя информации, но и строительного материала: из нее можно сформировывать складываемые в плоские либо даже трехмерные фигуры листы. |