Начиная с 19 века, когда Чарльз Бэббидж сделал механический арифмометр для построения математических таблиц, компы прошли весьма длинный путь собственного становления. В 1940-х годах была сотворена 1-ая всепригодная цифровая машинка ENIAC, работающая на вакуумных трубках и электричестве. Современные же компы употребляют транзисторы на базе сверхтехнологичных полупроводниковых материалов. Но по воззрению ученых скоро настанет тот денек, когда компы будут основываться на новейшей прорывной технологии, связанной с биоинженерией — наукой, которая разглядывает компы исходя из убеждений биологии.
И мы на данный момент говорим не о суперкомпьютерах, которые пробуют (и почти всегда безуспешно) имитировать работу людского мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека), а о {живых} организмах с возможностью сложных вычислений. Ученые из Стэндфордского института считают, что они отыскали метод изобретения био версии транзисторов.
«Транскрипторы могут служить главным компонентом для логических вычислений — так же, как транзисторы являются таковым же компонентом в электронике»,
— гласит Джером Бонне, кандидат технических наук, имеющий ученую степень в биоинженерии и создатель размещенного исследования.
Цифровую логику нередко ассоциируют с Булевой логикой — системой, предложенной математиком Джорджем Булем в 1854 году, которая предназначалась для подборки настоящих и неверных значений. Сейчас Булева логика это на самом деле те же «нули» и «единицы» в компьютерной среде. Значение верное — гейт транзистора раскрывается, неверное — запирается. Открыто -закрыто. Включено-выключено, ноль-единица. Это база. Но в Булевой логике имеются к тому же условия: «и» и «либо» — так именуемых два самых базисных «гейта». По собственной сущности «и» является «правдой», когда оба значения в выражении вправду являются верными, другими словами «а» и «б» это верные значения. «Либо» тоже может являться «настоящим», если одно либо оба значения являются верными.
«В био смысле, способности логики такие же бескрайние, как и в электронике»,
— разъясняет Бонне.
«Вы сможете узнать подвергалась ли клеточка действию наружных раздражителей, к примеру, глюкозы и кофеина. Гейты Буля в этом случае дозволят для вас найти и сохранить информацию, благодаря которой вы можете узнать, какая из клеток подвергалась, а какая не подвергалась наружному действию».
Используя логические гейты Буля, можно по мере необходимости даже вынудить клеточку закончить репродукцию, а при объединении гейтов в одну систему, можно вынудить клеточки передавать друг дружке информацию. Получится типичный «био Веб».
«Потенциал внедрения в этом случае ограничивается лишь воображением самого исследователя»,
— гласит соавтор исследования Моника Ортиз, которая смогла показать автономное взаимодействие клеток ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) на базе гейтов Буля.
Для сотворения транскрипторов и логических гейтов, ученые употребляли комбинацию энзимов из интеграз, которые контролируют поток РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов)-полимераз вдоль нитей ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). Если б речь шла о электронике, то ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) выступала бы в качестве проводов, а РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов)-полимеразы — в качестве электронов.
«Выбор нужных энзимов весьма важен. Мы кропотливо отобрали энзимы, которые присутствовали в микробах, грибах, растениях, у звериных, чтоб поглядеть, как вариативность таковых вот биокомпьютеров будет меж собой вести взаимодействие. Иными словами мы достигнули того, чтоб транскрипторы получили главные сходства меж био транзисторами. Говоря о транскрипторах, всего только маленькое изменение либо усиление в интегразе способно повлечь за собой огромное изменение в поведении всех остальных 2-ух генов».
Значимость усиления сигналов ученые обрисовывают на примере телефонов, ведь 1-ые транзисторы в электронике стали использовать для того, чтоб поменять дорогие, ненадежные и неэффективные вакуумные трубки, которые не дозволяли созодать далекие межконтинентальные телефонные звонки. Электрические сигналы, идущие по проводам, становились при большенном расстоянии все слабее и слабее. Но потом на пути этих сигналов стали устанавливаться усилители, которые стали всякий раз их (сигналы) разгонять. То же самое принципиально и в био системе, когда мы говорим о передаче сигнала меж группами клеток.
