Живые клетки научились выполнять логические и арифметические операции
![](http://www.nanonewsnet.ru/files/thumbs/2012/20120607_2_1.jpg)
Клетка живого организма – это удивительный и чрезвычайно сложный микроскопический объект, который может сам заботиться о себе. Но клетка – это не та вещь, которую можно назвать умной. Но в будущем все может измениться благодаря тому, что ученым удалось сделать клетки, которые способны на биохимическом уровне выполнять логические и несложные арифметические операции. Такая новая функция клеток может стать основой для создания в будущем живых имплантируемых органов или их частей, которые смогут действовать как компьютер, выполняя заложенную в них программу.
Ученые из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (ETH Zurich), взяв образцы эмбриональных клеток почечных тканей, внедрили в них биологические версии цифровых логических цепей и элементов.
Каждая модифицированная клетка становилась логическим суммирующими или вычитающим устройством, способным работать с двоичными числами, закодированными в виде биохимической информации.
Группа биоинженеров, возглавляемая Мартином Фассенеггером (Martin Fussenegger), создали молекулярные логические элементы, используя в качестве элементов биологических транзисторов молекулы флоретина, белкового фермента, активирующего нервные клетки, и молекулы эритомицина, лекарственного препарата антибиотического действия. Оба эти вещества работают как биологические транзисторы разной проводимости.
![](http://www.nanonewsnet.ru/files/users/u2999/Part-6/20120607_2_2.jpg)
Из молекул вышеупомянутых веществ ученые формировали сложные логические цепи, аналоги самых основных логических элементов, И, ИЛИ и НЕ. На вход элементов подавался сигнал логической 1 или 0, закодированный биохимическим путем, а на выходе элемента в качестве результатов вычислений формировался флуоресцентный белок, окрашивающий клетку в зеленый или красный цвет. Если на всех входах биологического логического элемента не присутствует никаких сигналов, вычисления не производится и клетка не окрашивается ни в один из цветов.
Самым интересным в данной разработке является тот факт, что протекающие в клетке реакции-вычисления никаким образом не влияют на процесс жизнедеятельности самой клетки, благодаря чему «вычислительные» клетки могут благополучно жить в живом организме, выполняя и их основную функцию и вычислительные операции.
Единственная проблема, которая существует в данном случае – это то, что результат вычислений, сделанный одной клеткой, не может использоваться в качестве входного сигнала для логических цепей другой клетки. Но ученые уже начали работать в направлении обеспечения совместимости входных и выходных сигналов, и если это им удастся, то станет возможным создание больших биологических вычислительных систем, сравнимых по сложности с микропроцессорами современных компьютеров.
Несмотря на то, что в мире уже имеются различные варианты биологических вычислительных цепей и систем, фактически, «умные» клетки, созданные учеными ETH Zurich, являются самыми сложными на сегодняшний день биологическими логическими цепями.
Помимо этого, такие клетки могут быть изготовлены практически из клеток любого вида тканей, взяты прямо у самого пациента, что решает проблему отторжения имплантируемых биологических «компьютеров», которые смогут сами диагностировать болезни, вводить лекарственные препараты и обеспечивать интерфейс между живым организмом и другими электронными устройствами.
Источник
2074
2012.06.15 13:01:51