Как ученые собрали из ДНК компьютер и научились задавать ему вопросы — и даже получать на них правильные ответы.
Смертен ли Сократ?: Отвечает биокомпьютер

Сегодня биокомпьютеры, в которых роль микросхем выполняют ДНК и другие биологические макромолекулы, существуют только в единичных лабораториях. Они еще очень и очень далеки от конечных пользователей — но в группе израильского профессора Эхуда Шапиро (Ehud Shapiro) уже знают, как сделать их ближе к людям.

Первый свой биокомпьютер ученые собрали из фрагментов ДНК в 2001 г. Такое простое устройство оказалось еще и очень (очень) мало: триллионы их могут поместиться в одной капле воды. Несмотря на это, схема была вполне способна проводить простейший логические операции — например, проверить список из случайного набора нулей и единиц, подсчитав, четное ли число единиц в нем встречается.

Следующую версию биокомпьютера Шапиро с командой представили 3-мя годами позднее. Он уже был способен по некоторым характерным маркерам обнаруживать раковую клетку и давать команду на высвобождение терапевтического соединения. Ну а недавно ученые продемонстрировали и вовсе интересную схему, позволяющую их биокомпьютеру «логически мыслить».

Тест для проверки мыслительных способностей был выбран донельзя классический — предложенный еще Аристотелем силлогизм схемы «если — то». А именно: «Все люди смертны. Сократ — человек. Следовательно, Сократ смертен». Аналогично «рассуждает» и израильский биокомпьютер. Если «скормить» ему два «утверждения» — «Сократ — человек» и «Люди смертны», он способен верно ответить на вопрос «Смертен ли Сократ?» После этого ученые перешли и к более сложным логическим построениям, и их компьютер с успехом справился и с ними.

Чтобы получить возможность задавать вопросы, требуется переводчик — компилятор, который служит «мостом», соединяющим высокоуровневый язык, на котором формулируется вопрос, в код, понятный ДНК-компьютеру. Он, разумеется, тоже был создан в лаборатории.

К примеру, вопрос излагается формулой «Mortal (Socrates)?» и передается в компьютер (обычный), соединенный со сложным лабораторным роботом. Он превращает эту формулировку в набор определенных фрагментов ДНК, соответствующих исходным правилам и вопросу. Тот или иной ответ кодируется флуоресцентной меткой: скажем, при варианте «Да» формируется новая нить ДНК, которая связывается с присутствующим в растворе белком, содержащим светящийся зеленым маркер. Связь высвобождает маркер — и в пробирке зеленым сияет ответ: «Да!» Более сложные комбинации белков могут давать и более замысловатые ответы, когда это станет необходимым.

Читайте и о достижениях другой группы ученых, занятой проблемой ДНК-компьютеров: «Жидкий компьютер».

По пресс-релизу Weizmann Institute of Science