Nachodzą komputery w żywych komórkach

0
0
0
/

System DOMINO stanowi przełom w informatyce. Żywe komórki są podstawą nowego sposobu zapisu danych oraz ich przetwarzania. Naukowy magazyn Molecular Cell w 4 wydaniu 75 tomu z sierpnia 2019 zaprezentował osiągnięcie naukowców. DOMINO jest skrótem od DNA-based Ordered Memory and Iteration Network Operator, czyli opartym na DNA systemie uporządkowanego zapisu pamięci oraz relacji pamięci. Cały pomysł opiera się na łańcuchu zapisu. Wykorzystywane są mutacje kodu dezoksyrybonukleinowego. Każda następna jest połączona z poprzedniczką. Dzięki temu mechanizmy biologiczne są używane do wykonywania operacji typowych dla pamięci komputera.

Jak zauważył biorący udział w projekcie inżynier specjalizujący się w połączeniach elektrycznych Timothy Lee: “Za pomocą tej metody używany DNA jako taśmę pamięci do nieusuwalnego zapisu wydarzeń biologicznych jakie następują w przypadku choroby. Ta technologia dostarcza nam głębszy dostęp w to jak sygnały są wytwarzane i zanikające wraz z postępem w rozwoju choroby”. Innymi słowy jest to nic innego, jak naśladowanie procesu choroby jako metody utrwalania danych. Za pomocą CRISPR naukowcy nie usuwali niepotrzebnych fragmentów kodu genetycznego, jak zwykle się to czyni, lecz po prostu zamieniali określone położenia na łańcuchu DNA. Technologia DOMINO “umożliwiła zapis i odczyt danych jak na dysku twardym komputera” - wyjaśnił współtwórca koncepcji i były student Li Fahim Farzadfard: “Możemy także połączyć i tworzyć warstwy wielokrotnego zapisu i odczytu DNA w celu stworzenia różnorodnych form logicznych, takich jak operacji AND [łączenia] i OR [wyboru], co daje nam możliwość tworzenia złożonych operacji w pamięci i liczenia za pomocą żywych komórek”.

System DOMINO stanowi układ modułowy. Poszczególne jednostki zawierają edytor jakim jest forma Cas9 oraz fragment kodu RNA. Układ działania na zasadzie łączenia par ademiny z tyminą, a guanininy z cytozyną. Mechanizm w uproszczeniu działa tak, że wykorzystuje klucz zawarty w kodzie genetycznym, czyli jakie zasady łączą się z sobą w celu kodowania w jednakowy sposób informacji. Metodą utrwalania są mutację. Zmiany w kodzie są ustalone za pomocą operatora. Dzięki temu tworzy się blok mutacji układających się w sekwencję danych. Problem stanowi opóźnienie w zapisie. Wynosi ono godziny. Dla porównaniu dane na poziomie siedmiu dziesiątych sekundy są uznawane w świecie dysków za wolne. Obecna technologia powoduje, że czasy dostępu, czyli odczytu lub zapisu oscylując w granicach poniżej dziesięciu milisekund. Także zaprezentowane przez badaczy wyniki są daleko poza oczekiwaniami rynku oraz i przeciętnego użytkownika.

Zarazem technologia otwiera nowy sposób analizy ludzkiego ciała. Traktowane jest ono jako zasób z danymi. Odczytywanie stanu biologicznego człowieka przypomina tutaj nic innego, jak postępowanie z dyskiem twardym w komputerze. DOMINO sięga dalej, bo planuje wykorzystanie równoległego przetwarzania danych. Za tym zaś idzie nic innego, jak poprawa wydajności. Wykorzystanie biologii pozwala na tworzenie układów o wysokiej wydajności w zakresie badania i analizy procesów zachodzących w żywej istocie. Profesor Alex Green z Uniwersytety Stanowego w Arizonie ukazał, że za wykorzystaniem żywych komórek kryje się nic innego, jak tworzenie miniaturowych komputerów i robotów. Za tym idzie tworzenie tak zwanych “zielonych technologii”, dostarczanie leków w sposób bardziej kontrolowany, czy choćby pozbywanie się genów odpowiedzialnych za choroby.

Operacje na RNA pozwalają na stworzenie obwodów wykonujących określone operacje. Komputery składają się z systemów połączeń zwanych bramkami logicznymi. To, co widzimy jako strony internetowe, gry, czy programy to nic innego, jak sieć połączeń. Tym samym jest możliwe wykorzystanie bakterii, aby po uzyskaniu określonych danych wytworzyła jako wynik proteinę przetwarzaną dalej. Za tym idzie skok w nanotechnologii. Pomysł nie jest nowy, bo w 1994 roku Leonard Adleman z Uniwersytety Południowej Kaliforni zaproponował użycie żywych komórek jako systemów obliczeniowych. Badania Greena, kontynuowane między innymi przez doktoranta Jongmina Kima i Duo Ma są początkiem opracowania technologii jutra, w tym na przykład proponowanych przez transhumanistów rozszerzeń ludzkiego ciała.

Jacek Skrzypacz

 

Źródło: Jacek Skrzypacz

Najnowsze

Sonda

Wczytywanie sondy...

Polecane

Wczytywanie komentarzy...
Przejdź na stronę główną