ترانزیستور زیستی که می تواند بعنوان کامپیوتر زنده عمل کند!
ترانزیستورها، الکترونیک و محاسبات را دگرگون کرده اند. اکنون، به گزارش پایگاه زیست شناسی ایران و به نقل از فاکس نیوز، محققان یک ترانزیستور زیستی از DNA ساخته اند که می تواند بعنوان کامپیوتر زنده عمل کند.
ترانزیستور وسیله ای که جریان الکترون را در یک مدار الکتریکی کنترل می کند که بعنوان سویچ "خاموش - روشن" یا "صفر و یک" عمل می کند. بهمین ترتیب، ترانزیستور زیستی (که ترانسکریپتور نامیده شد) جریان حرکت یک آنزیم را بر روی DNA کنترل می کند. این واحدهای سلولی می توانند محیط خود را رصد کرده و فرایندهای صفر و یک را به اجرا بگذارند. نتیجه این کشف در 28 مارس 2013 در ژورنال Science به چاپ رسیده است.
نویسنده این مقاله Jerome Bonnet از دانشگاه استانفورد می گوید: "ترانسکریپتور بخش کلیدی عملیات منطقی در ژنتیک است. یعنی همانند فرمان های الگوریتمی - اگر این سپس آن - اجازه فرمان دادن به سلول را می دهد. این فرمان ها، یکی از اصول سه گانه کامپیوتر در کنار دو اصل دیگر یعنی انتقال داده و ذخیره سازی آن هستند.
برای ساخت ترانسکریپتور، محققین گروهی از پروتئین های طبیعی را بکار گرفتند که می توانند نحوه حرکت RNA پلیمراز را بر روی DNA کنترل کنند. آنها از این ترانسکریپتور برای طراحی محاسبات ریاضی وابسته به منطق Boolean استفاده کردند.
کد "0" و "1":
منطق صفر و یک که از قرن نوزدهم به افتخار ریاضی دان "جرج بول" به منطق بولین (Boolean) مشهور است شامل متغیرهایی می شود که دارای مقادیر صفر و یک یا بعبارتی درست و نادرست هستند.
بعنوان مثال، "AND" (به فارسی "و") زمانی است که دو مقدار بصورت ورودی وجود دارد و اگر هر دو مقدار "1" باشد، خروجی نیز "1" می شود. همینطور "Or" (به فارسی "یا") زمانی است که یکی از ورودی ها "1" است و در این حالت خروجی "1" می شود. در صورت استفاده از تعداد زیادی از این منطق می توان به الگوهای پیچیده محاسباتی دست پیدا کرد.
دانشمندان جریان آنزیم بر روی DNA را به شدت کنترل می کنند (درست همانند حرکت الکترون ها در سیم). این آنزیم ها می توانند از موجودات مختلفی شامل باکتری، قارچ ها، گیاهان، یا جانوران منشا گیرند.
کامپیوترهای زنده:
همانند ترانزیستور، یکی از وظایف اصلی ترانسکریپتور، تشدید سیگنال است. ترانسکریپتورها، تغییرات کوچکی در یک پروتئین می دهند که بوسیله این تغییرات کوچک، پروتئین های دیگر تغییرات بیشتری می کنند. همانند مسیر های آبشار کیناز مثل مسیر "MAP Kinase" که در این مسیر فعالیت یک پروتئین فعالیت صدها پروتئین دیگر را موجب می شود.
افزایش سیگنال سبب می شود، سیگنال به فواصل بیشتری مثل مجموعه ای از سلول ها منتقل شوند. درست همانند سیگنال هایی که از طریق پروتئین های کونکسین در عضله قلب بین سلول های مختلف منتقل شده تا این سلول ها از نظر بار الکتریکی هماهنگ شده و انقباض آنها هماهنگ باشد.
لذا در فناوری جدید از وضعیت الکتریکی سلول ها نیز استفاده می شود. بعنوان مثال به سلول گفته می شود که اگر در معرض قند یا کافئین قرار گرفت این ... عمل را انجام دهد و یا از آن ... عمل جلوگیری کند.
محققین دروازه های منطق بیولوژیکی خود را باز گذاشته اند تا دیگران تشویق شوند و این مسیر را ادامه دهند.
منبع
