Если обычный полупроводниковый транзистор работает как переключатель, преобразуя входной сигнал через логический вентиль, то, по словам учёных, аналогичную роль может исполнять и биологический транскриптор. Если в электронике транзистор регулирует движение электронов, то в биологии транскриптор контролирует ход особого белка, РНК-полимеразы, по нити ДНК.
Получается, что в случае биологического компьютера ДНК исполняет роль провода, а РНК-полимераза – роль бегущего по нему электрона.
«Мы использовали группу белков, называемых интегразами, для управления движением РНК-полимеразы – фермента, осуществляющего синтез молекулы ДНК, что, в свою очередь, позволило обеспечить функционирование “генетической логики”, – рассказывает адъюнкт-профессор Дрю Энди (Drew Endy) из Стэнфорда.
“Транскриптор является ключевым компонентом „генетической логики“ и близок к той роли, которую играют транзисторы в электронике”, – добавляет постдок Джером Боннэ (Jerome Bonnet) также из Стэнфорда.
В пресс-релизе учёные отмечают, что выбор нужных ферментов был не так-то прост. “Нам нужно было тщательно отобрать энзимы, которые будут работать и в бактериях, и в грибках, в растениях и в животных, чтобы созданные биокомпьютеры функционировали в разных организмах”, — говорит Боннэ.
Конечно, сам по себе логический вентиль на основе транскрипторов не является полноценным компьютером. Однако разработка представляет собой важнейший компонент компьютерной триады: хранение информации, передача и логические операции. Кстати, в прошлом году команда Энди уже научилась записывать и перезаписывать данные в ДНК (RAD), а также передавать данные между клетками, то есть практически создала биологический Интернет (Bi-Fi).
Учёные уверены, что в будущем использование транскрипторов позволит инженерам производить вычисления внутри живых клеток, управлять их размножением и группами клеток (передавая сигналы от одной к другой).
“Биологический компьютер подходит для перепрограммирования живых систем, мониторинга окружающей среды, наконец, для клеточной терапии”, –объясняет профессор Энди.
Подробнее о новинке можно узнать из статьи в журнале Science.