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.
«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 (США).
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.
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.
Источник: РИА Новости
