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  • A pesquisa continua mostrando ganhos na computação de DNA

    Crédito CC0:domínio público

    Para os não iniciados em computação biológica, a ZDNet o título pode ter sugerido um experimento de processamento de linguagem que deu errado:"O computador de DNA de tubo de ensaio calcula a raiz quadrada de 900."

    Contudo, o título reflete com precisão o artigo, por Charlie Osborne, que os pesquisadores usando 32 fitas de DNA criaram uma forma de "biocomputador" que pode armazenar e processar dados. Não apenas isso, mas este biocomputador demonstrou "as capacidades computacionais avançadas que a arquitetura baseada em DNA poderia trazer para PCs futuros calculando a raiz quadrada de 900".

    Longo e curto, um computador feito de filamentos de DNA em um tubo de ensaio pode calcular a raiz quadrada de números até 900. Os pesquisadores escreveram um artigo descrevendo seu trabalho. "Plataforma baseada em nanoindicador de DNA programável para biocomputação lógica de raiz quadrada em larga escala" aparece em Pequena , que é descrito como um jornal "de tópicos em nano e microescala na interface da ciência dos materiais, química, física, Engenharia, Medicina, e biologia. "

    Chunyang Zhou Hongmei Geng, Pengfei Wang e Chunlei Guo, Os autores, declarou por que sua pesquisa é importante:Até o momento, Circuitos baseados em DNA envolvendo dezenas de portas lógicas capazes de implementar funções lógicas foram demonstrados experimentalmente, mas os circuitos são incapazes de realizar operações matemáticas complexas, como operações lógicas de raiz quadrada, que só pode ser executado com números binários de 4 bits.

    "Um sistema de biocomputação de DNA de alta capacidade é demonstrado por meio do desenvolvimento de um circuito lógico de raiz quadrada de 10 bits. Ele pode calcular a raiz quadrada de um número binário de 10 bits (dentro do número decimal inteiro 900) projetando sequências de DNA e programando o deslocamento da fita de DNA reações. Os sinais de entrada são otimizados através do feedback de saída para melhorar o desempenho em operações lógicas mais complexas. Este estudo fornece uma abordagem mais universal para aplicações em biotecnologia e bioengenharia. "

    E&T carregou uma tradução útil:

    E&T disse, "o computador usa 32 fitas de DNA para armazenar e processar informações, calculando a raiz quadrada de números quadrados 1, 4, 9, 16, 25 e assim por diante até 900. O computador de DNA usa hibridização, que ocorre quando duas fitas de DNA se ligam para formar DNA de fita dupla ... os pesquisadores codificam um número no DNA usando uma combinação de dez blocos de construção, com cada combinação representando um número diferente até 900. É então anexado a um marcador de fluorescência. A equipe então controla a hibridização de tal forma que muda o sinal fluorescente geral para que corresponda à raiz quadrada do número original. O número pode então ser deduzido da cor. "

    ZDNet , Enquanto isso, aproximou os leitores do conceito de biocomputadores em geral:"Os biocomputadores são descritos vagamente como circuitos lógicos bioquímicos sintéticos e experimentos recentes envolveram a criação de portas lógicas - usadas em microprocessadores e microcontroladores, entre outros sistemas - para transformar a entrada em uma saída lógica por meio do armazenamento de DNA. "

    Assim como Angel Goni-Moreno e Pablo Ivan Nikel em Fronteiras , como eles explicaram a biocomputação em termos simples. "A computação pode ser amplamente definida como o procedimento formal pelo qual as informações de entrada são processadas de acordo com regras predefinidas e transformadas em dados de saída. Uma vez que esta definição não especifica o tipo de informação e regras envolvidas no processo, é aplicável a dispositivos eletrônicos, bem como a sistemas biológicos. Em outras palavras, sistemas biológicos Faz realizar cálculos. "

    A biocomputação dispensa apresentações para aqueles que já estão familiarizados com anos de pesquisa; em 2011 Americano científico já estava relatando avanços em "circuitos baseados em DNA".

    O artigo falava sobre os esforços do California Institute of Technology, por exemplo, fazendo uso de "nanoestruturas de DNA chamadas portas gangorra para construir circuitos lógicos análogos aos usados ​​em microprocessadores."

    Em seguida, os pesquisadores do Caltech posteriormente construíram um circuito baseado em DNA que poderia jogar um jogo de memória simples.

    Americano científico explicou:"Assim como os componentes baseados em silício usam corrente elétrica para representar 1's e 0's, circuitos de base biológica usam concentrações de moléculas de DNA em um tubo de ensaio. Quando novas fitas de DNA são adicionadas ao tubo de ensaio como 'entrada, 'a solução passa por uma cascata de interações químicas para liberar diferentes fitas de DNA como' saída '. "

    John Loeffler em Engenharia Interessante discutiu por que o interesse sustentado em "computação de DNA":

    "Na última década, engenheiros enfrentaram a dura realidade da física em busca de computadores mais poderosos:transistores, os interruptores liga-desliga que alimentam o processador do computador, não podem ser menores do que são atualmente. Olhando além do chip de silício, uma alternativa intuitiva está sendo desenvolvida usando DNA para realizar os mesmos tipos de cálculos complexos que os transistores de silício fazem agora. "

    Loeffler sobre seu potencial:"Os materiais necessários para sintetizar moléculas de DNA são baratos e prontamente disponíveis e permanecem estáveis ​​em temperatura ambiente e além. O que a computação de DNA é potencialmente capaz de alcançar dada a resiliência e paralelismo biológico do DNA representa um passo essencial para o futuro da computação . "

    Então, vai falar de aumento de "computação de DNA" como algo separado de "computação de silício?" Guo, para um, disse acreditar que os computadores de DNA podem um dia substituir os computadores tradicionais para cálculos complexos, de acordo com New Scientist .

    © 2020 Science X Network




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