ДНК-чип диагностирует множество болезней по капле крови
Специалисты Московского физико-технического института (МФТИ) предложили инновационную архитектуру гибридных вычислительных систем, сочетающих традиционные электронные компоненты с биологическими элементами. В таких системах для вычислений применяются молекулы ДНК. В мире биокомпьютеры активно развиваются, однако одной из основных сложностей остается их несовместимость с нынешними электронными технологиями. Российские ученые предложили решение, преодолевающее этот барьер.
По предлагаемой архитектуре, новые устройства могут использоваться для сверхбыстрого анализа данных, что особенно актуально, например, для одновременной диагностики множества заболеваний по образцу крови или для повышения скорости работы алгоритмов искусственного интеллекта при распознавании образов — задач, с которыми современные вычислительные мощности зачастую не справляются. Кроме того, такие биогибридные системы потенциально потребляют значительно меньше энергии.
«Решение проблемы совместимости заключается в использовании уникальных свойств биомолекул. Например, молекулы ДНК можно запрограммировать так, чтобы они вступали в реакции друг с другом по принципу логических элементов «и» или «или». Когда одна молекула ДНК вытесняет другую на поверхности транзистора, это изменяет электрический заряд и, следовательно, ток, протекающий через транзистор. Таким образом, биохимическая реакция преобразуется в цифровой сигнал, понятный компьютеру. Белки, в свою очередь, могут менять свою форму под воздействием света, температуры или химических веществ, что также можно зафиксировать электронным чипом и использовать для вычислений», — рассказал первый автор работы, ведущий научный сотрудник Центра геномных технологий и биоинформатики МФТИ, доктор технических наук Иван Бобринецкий.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:
Продуманная реакция: ДНК-чип диагностирует множество болезней по капле крови
