Молекулярні комп’ютери — дозорці здоров’я

Ізраїльські вчені створили молекулярний комп’ютер, який працює на базі ферментів. Автори розробки — Ітамар Вільнер і його колеги з Єрусалимського університету — вважають: такі комп’ютери згодом можна буде імплантувати в організм людини, щоб, наприклад, пристосувати «подачу» лікарських засобів до особливостей обміну речовин кожного пацієнта.

У цьому комп’ютері задіяні два ферменти — дегідрогеназа глюкози і пероксидаза хрону, які дають початок двом зчепленим хімічним реакціям. Ще два хімічні компоненти — пероксид водню і глюкозу використовували як вхідні дані. Їхня наявність відповідала бінарній одиниці, відсутність — нулю. Хімічний результат реакції визначався візуально.

Ферментний комп’ютер виконує дві фундаментальні логічні операції: логічне І (повертає значення «істина» лише коли обидві змінні дорівнюють «1») і заперечне АБО (висловлення істинне, коли значення змінних не збігаються). Додавання ще двох компонентів — глюкози оксидази і каталази — дозволило «зв’язати» ці дві функції, щоб реалізувати операцію двійкового додавання.

Ферменти давно допомагають здійснювати обчислення на базі спеціальним чином закодованих ДНК. Такі ДНК-комп’ютери можуть у майбутньому перевершити за швидкістю і потужністю сучасні кремнієві комп’ютери, тому що можуть здійснювати рівнобіжні обчислення (звичайний комп’ютер за одиницю часу виконує тільки одну операцію). Крім того, у таких комп’ютерах велика щільність «упаковки» інформації. Творці нового комп’ютера за швидкістю поки не женуться — їхнє дітище витрачає на одне обчислення кілька хвилин. Вони планують убудовувати його в біосенсори, щоб контролювати дозування ліків.

Багато фахівців пророкують велике майбутнє таким комп’ютерам. Для їхнього подальшого розвитку необхідно вдосконалити лічильники, які, будучи вмонтованими в живу клітину, відповідатимуть за інтелектуальну доставку лікувальних засобів. Тоді, наприклад, препарат генеруватиметься в осередку хвороби. На базі лічильників планується створити біологічні «клапани безпеки», які блокують неконтрольоване поширення штучно створених клітин.