Vrsta DNK računala koje pokazuje rezultate kroz kretanje sićušnih kuglica mogla bi masovno povećati paralelnu procesorsku snagu te vrste strojeva.
DNK računala zauzimaju manje prostora od onih na bazi silicija te mogu raditi i u vlažnim okruženjima. Mogu se koristiti za primjene poput otkrivanja kontaminacije u vodi za piće ili praćenja razine šećera u tijelu.
Prethodni dizajni su koristili fluorescentne naljepnice za prikazivanje rezultata i mogli su dati samo desetke rezultata istovremeno. Isto tako zahtijevaju složene mikroskope za čitanje dobivenih rezultata.
Konzervativna je procjena da sto puta više paralelne obrade možemo napraviti s našim DNK računalom, u usporedbi s onima koji koriste fluorescentne oznake, naglašava Khalid Salaita s američkog Sveučilišta Emory u Atlanti.
Salaita i njegovi kolege napravili su računala od staklenih mikrozrnaca obloženih DNK koja se kotrljaju ili zaustavljaju na površini zlatnog čipa, ovisno o tome kako lanci DNK stupaju u interakciju s molekulama pričvršćenim na površinu čipa. Kotrljanje je ekvivalentno rezultatu 1, dok zastoj odgovara rezultatu 0.
Rezultati proračuna mogu se otkriti i praćenjem kretanja kuglica pomoću kamere pametnog telefona s jednostavnim povećalom pričvršćenim na nju.
To je luda stvar. Možete pretvoriti informacije iz DNK računalne operacije u makroskopski svijet pomoću standardnog pametnog telefona za samo 15 minuta, kaže Salaita.
Njegov tim je osmislio molekule DNK "vodilje" na kuglice, koje se mogu vezati za odgovarajuće RNK molekule koje su pričvršćene na površinu čipa. Kad se to dogodi, kuglice ostaju mirne, ali kada se enzim nazvan RNaseH doda u čip, to omogućuje zrncima da se kotrljaju razbijanjem DNK-RNK kompleksa.
Znanstvenici su zatim u računalo dodali "kompleks zaključavanja" DNK, koji je omogućio prisutnost ili odsutnost specifične molekule DNK za kontrolu kretanja zrna. Potvrdili su da je prisutnost molekule DNK zaustavila zrnce, dok je njezina odsutnost omogućila zrncu da se kotrlja. Ovaj se sustav može isto tako lako prilagoditi za otkrivanje bilo koje DNK od interesa u okolišu.
Budući da postoje tisuće mogućih mikrozrna različitih oblika i veličina, znanstvenici kažu da bi računala mogla paralelno ispisivati na tisuće očitanja. Nadaju se da bi uređaj mogao pružiti i brz način otkrivanja razine virusa u slini.
Stvarno zgodna stvar je da se više paralelnih operacija može koristiti kako bi se otkrilo imate li SARS-CoV-2, ali i imate li gripu A ili neki drugi patogen, primjerice, pojašnjava Salaita.
Međutim, potreban je daljnji rad kako bi se pronašli načini za obnavljanje zaliha RNK molekula na površini čipa, koje se mogu degradirati nakon 24 sata i ograničiti sam životni vijek tog računala nove vrste.
Studija koja se bavi tim novim DNK računalima objavljena je u znanstvenom časopisu Nature Nanotechnology.
Izvor: New Scientist
