Розроблено керамічний аерогель, який витримує температури від -198 °C до +1400 °C
25 Квітня , 2019
Графен і плазмони – основа нової архітектури квантових комп’ютерів
18 Травня , 2019

Технологія CRISPR дозволила вченим створити двоядерні комп’ютери усередині людських клітин

Технологія редагування геному CRISPR розроблялася спочатку з метою забезпечення лікування та профілактики генетичних захворювань, але пізніше ця технологія, яка перетворилася в потужний інструмент, знайшла застосування і в деяких інших областях, включаючи синтетичну біологію. А нещодавно дослідники зі Швейцарського федерального технологічного інституту в Цюріху (Swiss Federal Institute of Technology, ETH Zurich) використали CRISPR-технологію для створення функціональних біокомп’ютерів, що вбудовуються прямо в клітини людських тканин.
Зазначимо, що живі організми і так вже можна вважати свого роду біокомп’ютерами, клітини яких виконують роль логічних елементів, що черпають вхідні дані ззовні, обробляють ці дані і реагують на них певними метаболічними процесами.

“Людське тіло – це великий біокомп’ютер” – розповідає Мартін Фассенеггер (Martin Fussenegger), провідний дослідник, – “Величезна обчислювальна потужність цього біокомп’ютера забезпечується трильйонами клітин, але на відміну від традиційних суперкомп’ютерів, для роботи “людського біокомп’ютера” знадобиться шматок хліба або інша їжа”.

Використання природних процесів, що відбуваються усередині живих клітин, для побудови логічних схем, є однією з головних цілей синтетичної біології. В даному випадку, дослідники з ETH Zurich знайшли спосіб впровадження в клітини людини двоядерних біопроцесорів, а в якості такого біопроцесора виступав спеціально розроблений для цього варіант ферменту Cas9, який використовується в технології CRISPR.
Фермент Cas9 виконує зчитування вихідних даних з молекули РНК і на основі цих даних активує або деактивує певні гени, що, в свою чергу, призводить до виробництва клітиною особливих білків. Особливістю ферменту Cas9 є те, що у нього є два “цифрових входи” він може паралельно зчитувати два числа, обробити їх і видати два незалежних результати. Іншими словами, цей фермент, вбудований в ядро клітини, являє собою найпростіший двоядерний біопроцесор, здатний виконувати два незалежних завдання.
Мільярди таких клітин, оснащених біопроцесорами, можуть бути об’єднані в майбутньому в потужні біокомп’ютери, здатні діагностувати і самостійно виліковувати різні захворювання. Ці комп’ютери будуть шукати певні біомаркери, що відповідають різним захворюванням, і виробляти молекули лікарських препаратів. В залежності від кількості виявлених біомаркерів, біокомп’ютер буде виробляти лікарські молекули різних видів, які будуть діяти максимально ефективно в кожному конкретному випадку.

“Уявіть собі імплантат, що складається з тканин людини-пацієнта, мільйони чи мільярди клітин якого містять двоядерні біопроцесори” – розповідає Мартін Фассенеггер, – “Такі “обчислювальні” органи теоретично можуть мати обчислювальну потужність, яка набагато перевищує обчислювальну потужність цифрових суперкомп’ютерів. І для роботи такого біологічного суперкомп’ютера потрібна незначна кількість енергії, яка не йде в порівняння навіть з кількістю енергії, що споживається звичайним настільним комп’ютером”.

Джерело

Author: LEU

Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

LEU
LEU
Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: