«

»

Ιουλ 30 2017

ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΘΗΚΑΝ ΝΑΝΟΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ RNA (Ριβοζοϋπολογιστές)

Επιστήμονες απέδειξαν πώς μπορούν να εξαναγκαστούν ζωντανά βακτηριακά κύτταρα Escherichia coli να πραγματοποιήσουν υπολογισμούς με τον τρόπο μικροσκοπικών ρομπότ ή υπολογιστών χρησιμοποιώντας ριβονουκλεϊνικό οξύ (RNA). Οι μικροσκοπικοί αυτοί ριβοζοϋπολογιστές είναι ικανοί να εκτελούν διάφορους υπολογισμούς.

20294430_464228590623489_4602908389149329095_n

Με την πρόοδο της μοριακής βιολογίας, της γενετικής και της βιοχημείας σήμερα γίνεται χημική σύνθεση στο εργαστήριο χιλιάδων βάσεων DNA, ιικών και βακτηριακών γονιδιωμάτων. Με τέτοιες τεχνολογίες, αναδύεται ένας νέος πρωτοποριακός και εντυπωσιακός κλάδος της συνθετικής βιολογίας, που αποβλέπει στο πάντρεμα της βιολογίας με τη μηχανική, τη νανοβιοτεχνολογία και την πληροφορική. Στόχος της συνθετικής βιολογίας είναι η κατασκευή νέων βιολογικών στοιχείων και οργανισμών και η εκ νέου σχεδίαση υπαρχόντων οργανισμών.
Ο διεπιστημονικός σύνδεσμος της βιολογίας και της μηχανικής, γνωστός ως ΣΥΝΘΕΤΙΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ, αναπτύσσεται με ταχείς ρυθμούς, ανοίγοντας νέα όψεις που ούτε καν μπορούσαμε να φανταστούμε.
Επιστημονική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα σε άρθρο της (Complex cellular logic computation using ribocomputing devices. Nature 27/7/2017) περιγράφει στρατηγική για την κατασκευή νανοϋπολογιστών RNA. Τα συστήματα ριβοζουπολογιστών αποτελούνται από εξαρτήματα που έχουν σχεδιαστεί εκ νέου και λειτουργούν μέσω προβλέψιμων και προσδιορισμένων κανόνων ζευγαρώματος βάσεων των νουκλεϊνικών οξέων, επιτρέποντας τον αποτελεσματικό σχεδιασμό υπολογιστικών συσκευών με προδιαγεγραμμένες διαμορφώσεις και λειτουργίες σε σύνθετα κυψελοειδή περιβάλλοντα.
Επειδή το μόριο του RNA μπορεί να πάρει έναν αστρονομικό αριθμό πιθανών αλληλουχιών, η πραγματική ισχύς της πρόσφατα περιγραφείσας μεθόδου έγκειται στην ικανότητά της να εκτελεί πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα. Αυτή η δυνατότητα παράλληλης επεξεργασίας επιτρέπει ταχύτερους και πιο εξελιγμένους υπολογισμούς, ενώ παράλληλα κάνει αποτελεσματική χρήση των περιορισμένων πόρων του κυττάρου.


Τα αποτελέσματα της εντυπωσιακής μελέτης έχουν σημαντικές επιπτώσεις για το σχεδιασμό έξυπνων φαρμάκων, την παραγωγή πράσινης ενέργειας, τις χαμηλού κόστους διαγνωστικές τεχνολογίες και ακόμη και την ανάπτυξη φουτουριστικών νανομηχανών ικανών να πολεμήσουν καρκινικά κύτταρα.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, το επόμενο στάδιο της έρευνας θα επικεντρωθεί στη χρήση της τεχνολογίας RNA για την παραγωγή των λεγόμενων νευρωνικών δικτύων μέσα στα ζωντανά κύτταρα. Και το πιο εντυπωσιακό, τελικά, οι ερευνητές ελπίζουν να παρακινήσουν τα κύτταρα να επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω προγραμματιζόμενων μοριακών σημάτων, σχηματίζοντας ένα πραγματικά διαδραστικό δίκτυο εγκεφάλου!

του Κωνσταντίνου Τριανταφυλλίδη, Καθηγητή Γενετικής ΑΠΘ

Σχολιάστε

Top
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων