Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Разработан первый «живой» компьютер из белков
07.03.2016

Разработан первый «живой» компьютер из белков

Оценка: 5.0    2160 0 Наука и Технологии
07:37
Вычислительное устройство, совсем непохожее на привычные нам кремниевые микросхемы, может стать основой для суперкомпьютера размером с обычный планшет. И почти «живого»: работать он будет благодаря белкам и энергии АТФ – как все живые организмы.

Журнал Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) публикует статью профессора Дэна Николау (Dan Nicolau) и его соавторов, в которой описана концепция «биокомпьютера», способного к невероятно быстрой параллельной обработке данных. Авторы создали и действующий прототип такой системы, которая не только более компактная, но и более экономичная, чем обычный компьютер.

Идея появилась еще около 10 лет назад, и за время работы над ней к профессору Николау из американского Университета Макгилла присоединились коллеги из Германии, Швеции, Нидерландов. «Все началось с наброска на оберточной бумаге, – говорит ученый, – появившегося, наверное, после лишнего глотка рома и похожего на крошечных червей в лабиринте». Сегодня такой лабиринт готов.

Это крошечный – около 1,5 см в поперечнике – квадратный «биочип» с выгравированной на поверхности диагональной сеткой канавок. Вдоль канавок движутся белки, позаимствованные у внутреннего скелета живой клетки, – тубулин микротрубочек и актин микрофиламентов. Как и в клетке, перемещение производят белковые «моторы», закрепленные на внутренней поверхности канавок миозином (актином) и кинезином (тубулином). Энергию для их движения поставляет растворенный в среде аденозинтрифосфат (АТФ). Авторы отмечают, что такая система работает при обычной температуре и не требует больших энергозатрат.

Как можно понять, само вычисление «закодировано» в геометрической структуре сети канавок, движение белков по которым приводит к решению, как в некоторых неэлектронных компьютерах прошлого. Авторы описывают пример такой структуры для решения известной задачи о сумме подмножеств.

Агенты-белки поступают на вход и могут покидать сеть на одном из выходов, каждому из которых соответствует число-решение. При этом некоторые развилки в сети имеют V-образную форму, где с 50-процентной вероятностью белок может повернуть налево или направо. Один вариант прибавит число к сумме, другой – отнимет ее, так что белок в итоге окажется на выходе, номер которого соответствует итоговой цифре.

Актиновые филаменты и тубулиновые микротрубочки отличаются небольшими размерами (диаметр около 10 и 25 нм соответственно) и способны быстро перемещаться по направляющим диагональной сетки (5–10 мкм/с и 0,5–1 мкм/с). Это делает их отличными агентами для комбинаторных вычислений. Такая система теоретически способна проводить решение комбинаторных задач на порядки быстрее традиционных электронных микросхем.

 


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Чистый воздух способствует развитию опасного заболевания, выяснили ученые
Истина не самоцель? Любую истину можно извратить? Зачем тогда затевать разговор? (от Везунчик)
Амазонки: легенды о женщинах-воительницах, что скрывает история
Что касается слова ,то есть английское amazing, с переводом не будем торопиться. Я могу всё объяснит (от Везунчик)
Ежегодное изъятие 5,1 млрд тонн СО2 из атмосферы остановит потепление
Да, и это совсем не люди, но руками людей, которые не осознают последствия этого, по другому сказать (от Проводник)
Чистый воздух способствует развитию опасного заболевания, выяснили ученые
Мнение может высказывать любой. Но, есть люди, почему-то считающие, что есть два мнения: его и непра (от Проводник)
Чистый воздух способствует развитию опасного заболевания, выяснили ученые
С какой целью ты оспариваешь мои слова? Хочешь выставиться? Диоксид серы это кислотное основание. Пр (от Везунчик)