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Computer basato su molecole di DNA

Computer basato su molecole di DNA.

Computer basato sul DNA. L'immagine riproduce un sistema di 74 molecole di DNA che costituiscono il più grande circuito di sintesi del suo genere mai realizzato. Il circuito calcola la radice quadrata di un numero fino a 15 e arrotonda per difetto al numero intero.

La notizia riguarda la creazione di un circuito formato da molecole di DNA a base di porte logiche in grado di calcolare la radice quadrata di un numero fino a 15, utilizzando la replicazione del DNA e la sequenza vincolante per condurre calcoli. Il prototipo è ancora estremamente lento, pensate che eseguire un calcolo può richiedere fino a 10 ore. Sicuramente non vedremo in cricolazione dei portatili basati su questa tecnologia ancora per un bel po'. Il PC basato sul mondo organico non è esattamente nel nostro futuro prossimo. In ogni caso la vera svolta è nel modo in cui questo sistema può abilitare il controllo di sistemi chimici.

I ricercatori del Caltech sono riusciti a progettare il circuito biochimico più complesso mai creato fino ad ora da zero. Il circuito utilizza il DNA invece dei soliti transistor elettronici per creare l'on-off e gli altri segnali che consentono a un computer di condurre i suoi calcoli.

Funzionamento del circuito basato sul DNA

In un computer tipico, basato su transistor abbiamo uno scambio di corrente e di elettroni che fluiscono dentro e fuori. Il computer basato sulla nuova tecnologia biochimica DNA invece utilizza vere e proprie parti di DNA, a singolo filamento o a doppia elica, inserito in una provetta di acqua salata. "I fili sporgono come tentacoli dalla doppia elica del DNA" come spiega un comunicato stampa del Caltech. "Le molecole di DNA si scontrano in acqua e si legano insieme, producendo e rilasciando molecole prole. Questi agiscono come segnali, come gli elettroni in un chip tradizionale e viaggiano tra il DNA "porte" e il collegamento del circuito."

Le coppie di porte sono in grado di creare una logica basata sulle molecole di uscita, come spiega Ars Technica. Per maggiori informazioni vi consiglio di dare un'occhiata alla pagina di Ars Technica stessa. I ricercatori, guidati da Lulu Qian (postdoctoral researcher), sono stati in grado di codificare qualsiasi sequenza di DNA, in modo da avere il pieno controllo su come i filamenti di DNA interagiscono tra di loro.

Il più grande computer realizzato fino ad ora è stato un "74 molecole", un circuito a quattro bit in grado di calcolare la radice quadrata di un numero fino a 15, con l'arrotondamento verso il basso e la risposta al numero intero più vicino. Per ottenere il risultato i ricercatori devono monitorare la concentrazione di molecole di uscita in una provetta, utilizzando dei tag fluorescenti.

Il processo richiede molto tempo, ma la velocità non è il punto forte di questo computer; bensì con questo metodo, gli scienziati potrebbero eventualmente arrivare a scoprire una nuova ingegneria basata sulle vie biochimiche in grado di prendere decisioni. Un controllo di questo tipo sulle reazioni chimiche potrebbe tornare utile per qualsiasi cosa, dai farmaci ai processi industriali. Immaginate dei chip basati su DNA in computer embedded inseriti nella vostra pelle, in questo modo i farmaci potrebbero essere rilasciati quando ritenuto più opportuno. Oppure ancora un computer DNA based in grado di studiare la concentrazione di alcune molecole in un campione di sangue e rapidamente diagnosticare una malattia.

Il circuito può essere riprodotto in scalata fino ad arrivare a computer molto più grandi basati sul DNA, stando a quanto dicono i ricercatori. Inoltre tali computer possono anche essere personalizzati regolando i tipi di DNA usato o riconfigurando il circuito.

Sempre Qian si è espresso in un comunicato stampa: "Vogliamo rendere sempre migliori i circuiti biochimici, arrivando a fargli compiere operazioni più sofisticate". Il computer è stato descritto in un articolo nel numero odierno della rivista Science.

Chiaro che stiamo parlando di progetti fantasiosi per il futuro, in ogni caso un enorme passo avanti è già stato fatto dai ricercatori del Caltech. Staremo a vedere quali saranno gli sviluppi futuri.

 

 

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ritratto di Ionela

questo articolo tratta di un

questo articolo tratta di un soggetto di sviluppo e ricerca di estremo interesse. Il DNA è stato utilizzato per la prima volta nel campo dell'informatica nel '94 da Leonard Adleman. Poi nel 2002 alcuni ricercatori hanno presentato una macchina molecolare programmabile, composta da enzimi e molecole di DNA invece di chip di silicio. Questo computer era in grado di svolgere 330 000 miliardi di operazioni al secondo e si è rivelato oltre 100000 volte più rapido del PC più rapido allora disponibile!

 

 

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