Транскриптор представляет собой похожее на транзистор устройство, состоящее из ДНК и РНК , а не из полупроводникового материала , такого как кремний . До своего изобретения в 2013 году транскриптор считался важным компонентом для создания биологических компьютеров . [1]
Для работы современный компьютер нуждается в трех различных возможностях: он должен хранить информацию , передавать информацию между компонентами и обладать базовой системой логики . [2] До марта 2013 года ученые успешно продемонстрировали способность хранить и передавать данные с помощью биологических компонентов, состоящих из белков и ДНК . [2] Простые двухполюсные логические вентили были продемонстрированы, но требовали нескольких уровней входных данных и поэтому были непрактичны из-за трудностей масштабирования. [3]
28 марта 2013 года группа биоинженеров из Стэнфордского университета во главе с Дрю Энди объявила, что они создали биологический эквивалент транзистора, который они назвали «транскриптором». То есть создали трехполюсное устройство с логической системой, способной управлять другими компонентами. [2] [3] Транскриптор регулирует поток РНК-полимеразы через цепь ДНК, используя специальные комбинации ферментов для управления движением. [1]По словам участника проекта Джерома Боннета, «выбор ферментов очень важен. Мы тщательно отбирали ферменты, которые функционируют в бактериях, грибах, растениях и животных, чтобы можно было создавать биокомпьютеры внутри различных организмов». [1]
Транскрипторы могут реплицировать традиционные логические элементы AND , OR , NOR , NAND , XOR и XNOR с эквивалентами, которые Энди назвал «логическими логическими элементами Boolean Integrase Logic (BIL)», в одноуровневом процессе (т. е. не требуя нескольких экземпляров более простых логических элементов). создавать более сложные). [2] [3] Как и традиционный транзистор, транскриптор может усиливать входной сигнал. [1] Группа транскрипторов может выполнять практически любые вычисления, включая подсчет и сравнение. [2] [4]
Стэнфорд сделал дизайн ворот BIL общедоступным , что может ускорить его внедрение. [1] По словам Энди, другие исследователи уже использовали ворота для перепрограммирования метаболизма , когда команда из Стэнфорда опубликовала свое исследование. [4]
Вычисления с помощью транскриптора все еще очень медленные; между получением входного сигнала и формированием выходного сигнала может пройти несколько часов. [5] Энди сомневался, что биокомпьютеры когда-либо будут такими же быстрыми, как традиционные компьютеры, но добавил, что это не является целью его исследования. «Мы создаем компьютеры, которые будут работать там, где не будет работать ваш мобильный телефон», — сказал он. [2] Медицинские устройства со встроенными биологическими компьютерами могут контролировать или даже изменять поведение клеток внутри тела пациента. [1] ExtremeTech пишет: