تبلیغات
میکروبیولوژیست - مطالب ابر حجرالفلاسفه

بیماری کودکان

شنبه 30 شهریور 1392 06:50 ق.ظ

نویسنده : تینا سپاسی
ارسال شده در: می دونستی ؟؟ ،



پژوهشگران دانشگاه استنفورد موفق شده اند ترازیستورهای زنده ای بر پایه دی.ان.ای و آر.ان.ای ساخته و با تکمیل چرخه ذخیره ،انتقال و انجام عملیات منطقی روی اطلاعات، اجزای یک رایانه زیستی را آماده کنند.


وقتی که چارلز بابج در قرن نوزدهم نخستین ماشین محاسبه گر را طراحی کرد، در ذهنش چرخ دنده ها و اهرم هایی داشت که حامل اطلاعات بودند. نخستین کامپیوتر الکتریکی یعنی ENIAC در دهه ۱۹۴۰/۱۳۲۰ از الکتریسیته و لامپ های خلأ استفاده می کرد. کامپیوترهای امروزی از ترانزیستورهای استفاده می کنند که از مواد نیمه رسانا با فناوری پیشرفته ساخته شده اند و همین قطعات منطق رایانه را رهبری می کند.

اکنون گروهی از مهندسان زیستی دانشگاه استنفورد تصمیم دارند محاسبات کامپیوتری را باز هم فراتر ببرند و مرزهای مکانیک و الکترونیک را به سوی قلمرو زنده زیست شناسی درنوردند. در مقاله ای که این گروه چند روز پیش در مجله علمی Science منتشر کرد، از یک ترانزیستور زنده صحبت شده (و جزئیات عملکرد آن نیز به تفصیل ذکر شده است) که از جنس مواد ژنتیک (DNA و RNA) ساخته می شود. مواد ژنتیک زنده جای چرخ دنده های بابج یا لامپ های انیاک و ترانزیستورهای نیمه رسانای امروزی را خواهند گرفت. گروه پژوهشگران قلب ژنتیکی این ماشین محاسبه را به جای ترانزیستور، ترانسکریپتور (رونویس) نام نهاده اند.


ژروم بونه (Jerome Bonnet) که نویسنده اصلی مقاله است در این باره می گوید: «رونویس ها اجزاء اصلی پشت صحنه سازوکار منطق ژنتیک هستند، درست مثل ترانزیستورها و الکترون ها».

ساخت این رونویس ها به مهندسان امکان می دهد محاسبات کامپیوتری را درون سلول های زنده انجام دهند تا در شرایط خاص، مثلاً قرارگرفتن سلول در برابر یک محرک یا دیگر عوامل محیطی، یا در زمان بندی مشخصی، واکنش هایی برنامه ریزی شده مثل مرگ، تکثیر یا تغییر در سوخت وساز سلول ایجاد کنند. به علاوه این کامپیوترهای زنده می توانند در مطالعه و برنامه ریزی سامانه های زنده، ثبت و نگهداشت شرایط داخل سلولی و بهبود درمان های سلولی نقشی کلیدی ایفا کنند.


رایانه زیست شناختی چه طور کار می کند؟

در الکترونیک ترانزیستورها مسئول جریان الکترون ها در مدار هستند. به همین ترتیب در زیست شناسی رونویس ها مسئول هدایت جریان یک پروتئین خاص به نام آر.ان.ای پلی مراز هستند. این پروتئین وقتی اجازه حرکت پیدا کند در طول دی.ان.ای حرکت می کند.

پژوهشگران، عملکرد گروهی از پروتئین های طبیعی به نام اینتگرازها را طوری دست ورزی کرده اند که بتوانند کنترل دیجیتال روی جریان آر.ان.ای پلی مراز در امتداد دی.ان.ای داشته باشند و به این ترتیب منطق ژنتیک خودشان را راه اندازی کردند. با استفاده از رونویس ها این دانشمندان همان چیزی را بازآفرینی کرده اند که در مهندسی الکترونیک به عنوان «دروازه منطقی» می شناسند و می تواند پاسخ های «درست نادرست» در برابر تقریباً هر پرسش بیوشیمیایی درون سلول قرار بدهد. این پژوهشگران نام دروازه منطقی خود را «منطق بولی اینتگراز» یا «BIL GATEs» (بیل گیتس!) گذاشته اند.

دروازه های رونویس محور به تنهایی یک کامپیوتر کامل محسوب نمی شوند، بلکه در امتداد یک کامپیوتر زیستی استفاده می شوند که درون هر سلول زنده می تواند عمل کند. با وجود تفاوت بیرونی یک کامپیوتر زیستی و یک کامپیوتر الکترونیک (از انیاک بگیرید تا تبلت های امروزی) همه این دستگاه ها سه عملکرد اصلی مشترک دارند: ذخیره، انتقال و انجام عملیات منطقی روی داده ها. سال گذشته همین گروه توانسته بود دو عملکرد اصلی دیگر یک کامپیوتر (یعنی ذخیره و انتقال اطلاعات) را نیز با استفاده مواد ژنتیک انجام دهد. پژوهشگران توانستند حجمی از اطلاعات را روی یک مولکول دی.ان.ای ذخیره کنند و سازوکاری برای انتقال داده ها از سلولی به سلول دیگر ابداع کنند، یعنی درحقیقت یک شبکه اینترنت بین سلولی طراحی کردند.



ادامه مطلب

دیدگاه ها : نظرات
برچسب ها: ترازیستور ، حجرالفلاسفه ، اکسیر بی مرگی ، رونویس ، DNA ، RNA ،
آخرین ویرایش: - -