Voor niet-ingewijden in biologische informatica, de ZDNet kop heeft misschien gesuggereerd dat een taalverwerkingsexperiment in de war is geraakt:"Reageerbuis-DNA-computer berekent de vierkantswortel van 900."

Echter, de kop geeft het artikel nauwkeurig weer, door Charlie Osborne, dat onderzoekers die 32 strengen DNA gebruikten, een vorm van "biocomputer" creëerden die gegevens kan opslaan en verwerken. Niet alleen dat, maar deze biocomputer demonstreerde "de geavanceerde rekenmogelijkheden die DNA-gebaseerde architectuur zou kunnen bieden aan toekomstige pc's door de vierkantswortel van 900 te berekenen."

Lang en kort, een computer gemaakt van de DNA-strengen in een reageerbuis kan de vierkantswortel berekenen voor getallen tot 900. De onderzoekers hebben een paper geschreven waarin ze hun werk beschrijven. "Programmeerbaar DNA-nano-indicator-gebaseerd platform voor grootschalige vierkantswortellogica-biocomputing" verschijnt in Klein , dat wordt beschreven als een tijdschrift "van onderwerpen op nano- en microschaal op het grensvlak van materiaalwetenschap, scheikunde, natuurkunde, Engineering, medicijn, en biologie."

Chunyang Zhou Hongmei Geng, Pengfei Wang en Chunlei Guo, De auteurs, verklaarden waarom hun onderzoek ertoe doet:Op DNA gebaseerde circuits met tientallen logische poorten die logische functies kunnen implementeren, zijn experimenteel aangetoond, maar de circuits zijn niet in staat om complexe wiskundige bewerkingen uit te voeren, zoals vierkantswortel logische operaties, die alleen kan worden uitgevoerd met 4-bits binaire getallen.

"Een DNA-biocomputingsysteem met hoge capaciteit wordt gedemonstreerd door de ontwikkeling van een 10-bits vierkantswortellogica-circuit. Het kan de vierkantswortel van een 10-bits binair getal (binnen het decimale gehele getal 900) berekenen door DNA-sequenties te ontwerpen en DNA-strengverplaatsing te programmeren reacties. De ingangssignalen worden geoptimaliseerd door middel van de uitgangsfeedback om de prestaties bij complexere logische bewerkingen te verbeteren. Deze studie biedt een meer universele benadering voor toepassingen in biotechnologie en bio-engineering."

E&T droeg een nuttige vertaling:

E&T zei, "de computer gebruikt 32 strengen DNA om informatie op te slaan en te verwerken, het berekenen van de vierkantswortel van vierkantsgetallen 1, 4, 9, 16, 25 enzovoort tot 900. De DNA-computer maakt gebruik van hybridisatie, die optreedt wanneer twee DNA-strengen zich hechten om dubbelstrengs DNA te vormen... de onderzoekers coderen een nummer op het DNA met behulp van een combinatie van tien bouwstenen, waarbij elke combinatie een ander getal tot 900 vertegenwoordigt. Het wordt vervolgens bevestigd aan een fluorescentiemarker. Het team controleert vervolgens de hybridisatie op zo'n manier dat het het algehele fluorescentiesignaal verandert zodat het overeenkomt met de vierkantswortel van het oorspronkelijke getal. Het aantal kan dan worden afgeleid uit de kleur."

ZDNet , In de tussentijd, bracht lezers dichter bij het concept van biocomputers in het algemeen:"Biocomputers worden losjes beschreven als synthetische biochemische logische circuits en recente experimenten hebben betrekking op het creëren van logische poorten - gebruikt in microprocessors en microcontrollers, onder andere systemen - om input om te zetten in een logische output via DNA-opslag."

Dat deden Angel Goni-Moreno en Pablo Ivan Nikel ook in Grenzen , zoals ze biocomputing in eenvoudige bewoordingen uitlegden. "Berekening kan in grote lijnen worden gedefinieerd als de formele procedure waarbij invoerinformatie wordt verwerkt volgens vooraf gedefinieerde regels en omgezet in uitvoergegevens. Aangezien deze definitie niet het type informatie en regels specificeert die bij het proces betrokken zijn, het is zowel van toepassing op elektronische apparaten als op biologische systemen. Met andere woorden, biologische systemen doen berekeningen uitvoeren."

Biocomputing behoeft geen introductie voor mensen die al bekend zijn met jarenlang onderzoek; in 2011 Wetenschappelijke Amerikaan rapporteerde al over vorderingen in 'DNA-gebaseerde circuits'.

Het artikel sprak over inspanningen aan het California Institute of Technology, bijvoorbeeld, gebruikmakend van "DNA-nanostructuren die wippoorten worden genoemd om logische circuits te construeren die analoog zijn aan die welke in microprocessors worden gebruikt."

Vervolgens bouwden de Caltech-onderzoekers vervolgens een op DNA gebaseerd circuit dat een eenvoudig geheugenspel kon spelen.

Wetenschappelijke Amerikaan legde uit:"Net zoals op silicium gebaseerde componenten elektrische stroom gebruiken om enen en nullen weer te geven, biobased circuits gebruiken concentraties van DNA-moleculen in een reageerbuis. Wanneer nieuwe DNA-strengen aan de reageerbuis worden toegevoegd als 'input, ' de oplossing ondergaat een cascade van chemische interacties om verschillende DNA-strengen als 'output' vrij te geven."

John Loeffler in Interessante techniek besproken waarom de aanhoudende interesse in "DNA-computing":

"De afgelopen tien jaar ingenieurs zijn de harde realiteit van de natuurkunde tegengekomen in hun zoektocht naar krachtigere computers:transistors, de aan-uitschakelaars die de computerprocessor van stroom voorzien, niet kleiner gemaakt kunnen worden dan ze nu zijn. Verder kijken dan de siliciumchip, er wordt momenteel een intuïtief alternatief ontwikkeld waarbij DNA wordt gebruikt om dezelfde complexe berekeningen uit te voeren als siliciumtransistors nu doen."

Loeffler over zijn potentieel:"De materialen die nodig zijn om DNA-moleculen te synthetiseren zijn goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar en blijven stabiel bij kamertemperatuur en daarbuiten. Wat DNA Computing mogelijk kan bereiken, gezien de veerkracht en biologische parallelliteit van DNA, vertegenwoordigt een essentiële stap in de richting van de toekomst van computergebruik ."

Dus, zal praten over de toename van "DNA-computing" als afgezien van "silicium computing?" Guo, voor een, zei dat hij gelooft dat DNA-computers op een dag traditionele computers kunnen vervangen voor complexe berekeningen, volgens nieuwe wetenschapper .

© 2020 Wetenschap X Netwerk