Гранит науки - 2000-01-24

Создан прообраз "ДНК-ового компьютера" - управляемое человеком устройство представляет собой искусственную молекулу, приспособленную под решение комбинаторных задач У микрофона Марина Аствацатурян! Для демонстрации вычислительных возможностей главной молекулы наследственности и жизни ученые Висконсинского Университета в Мэдисоне манипулировали с ДНК не в пробирке, а на твердой поверхности - на стеклянной пластине, покрытой слоем золота. В основе экспериментов лежит природный состав ДНК - это всего 4 азотистых основания, условно обозначаемые А,Т, Г и Ц. Сочетаясь по 3 в разных комбинациях на протяжении всей двойной молекулы они предопределяют белковый состав всего живого. Информационная емкость такой структуры превышает используемые кремниевые чипы многократно, подсчитано, что 1 грамм сухой ДНК содержит больше информации, чем триллионы компакт-дисков. И вместо существующего двоичного кода, оперирующего нулем и единицей, ДНК-вычисление может использовать принцип организации нитей ДНК. Роль считывающей и копирующей программы отводится специальным ферментам . Группа исследователей под руководством висконсинского химика профессора Ллойда Смита закодировала цепь ДНК, содержащую все возможные решения проблемы , которую американские ученые для наглядности уподобляют расчету всех возможных вариантов пиццы, которую одновременно заказывают четыре человека , при условии, что каждый из них выбирает сразу 4 изделия с разными , соответственно , четырьмя вариантами начинки. Эта задача имеет 16 вариантов ответа , что и демонстрирует рукотворная ДНК.

Отбор верных вариантов производился с помощью ферментов, в растворы которых последовательно помещалась пластина с синтезируемой ДНК для удаления так называемых "ошибочных" ответов, то есть несвязавшихся в предопределенном порядке отдельных оснований. Такой недолговечный и фактически управляемый вручную химический аппарат и носит условное название "ДНК-ового компьютера" , идея которого впервые была высказана в 94-м году другим ученым - Леонардом Адельманом из Университета Южной Калифорнии, сейчас над ней работают около десятка групп на общем бюджете в миллион долларов. ДНК-овый компьютер , просчитавший 16 вариантов ответа, описан в одном из последних номеров журнала Nature (Jan.13,2000). Сами ученые , не преувеличивая своих достижений, говорят о том, что вычисления с привлечением ДНК как метод находятся в зачаточном состоянии, однако это приближение к пределу миниатюризации - то есть к заветной цели современных технологий.