Ученые предложили молекулярный усилитель химических сигналов, возникающих при ДНК-вычислениях.

Двенадцать лет назад компьютерщик Леонард Адлеман (Leonard Adleman) использовал раствор смеси молекул ДНК для решения простой математической проблемы. Идея быстро завоевала популярность, и даже были надежды, что ДНК-компьютеры смогут в конечном счете конкурировать с электронно-вычислительными машинами. Однако надежды рушатся из-за проблем «жидких компьютеров». Одна из них – слабость химического сигнала.

В обычной цифровой электронике электроны переносят информацию. В устройствах на основе ДНК сигнал переносится фрагментами одной нити ДНК. Вместо высокого и низкого напряжения для кодирования 1 и 0 в этих устройствах используются высокие и низкие концентрации фрагментов ДНК.

Один из простых вариантов решения усиления сигнала – использование полимеразы, которая является естественным биохимическим «усилителем» концентрации фрагментов ДНК.

И вот Дэвид Жанг (David Zhang) и его коллеги из группы Эрика Винфри (Erik Winfree) предложили другой процесс усиления, не основанный на ферментах и более универсальный.

Фрагмент-катализатор встраивается на свободный конец в комплементарно связанные нити ДНК и полностью разделяет их. Затем другая нить вытесняет катализатор для его многократного использования. В результате небольшое количество катализатора способствует выделению в раствор других сигнальных молекул в большом количестве. Было показано, что концентрация сигнальных молекул в 900 раз выше концентрации катализатора.

Конечно, данный результат еще не делает ДНК-компьютеры конкурентоспособными, но это явно шаг на пути к этой цели.

Дмитрий Лещев