- Araştırmacılar, DNA moleküllerinden bilgisayar oluşturabilmek için yeni bir yöntem keşfettiler.
- Çin’den bir grup araştırmacı, genel kullanıma uygun DNA entegre devresi (DIC) geliştirdi.
- Bu sıvı bilgisayar, 100 milyar devreden oluşabiliyor ve çok yönlü bir şekilde her biri kendi işletim sistemini çalıştırabiliyor.
- Araştırmacılar, bu sistemlerin gelecekte hastalıkların teşhisi gibi amaçlarla kullanılabileceğini düşünüyor.
Deoksiribonükleik asit (DNA), çağlar boyunca yaşam için bir tür kullanım kılavuzu oldu. Sadece çok çeşitli kimyasal yapılar için şablonlar sağlamakla kalmadı, aynı zamanda bunların üretimini sağlamak için de bir araç oldu.
Mühendisler, biyolojik bir bilgisayarın temeli olarak moleküllerin özelliklerini kullanabilecekleri yeni bir yol keşfettiler. Ancak ilk prototipin üzerinden 30 yıl geçmesine rağmen DNA bilgisayarların çoğu, sadece birkaç özel algoritmayı işleyebildi.
Çin’de bir grup araştırmacı, genel amaçlı kullanıma uygun bir DNA entegre devresi (DIC) geliştirdi. Bu sıvı bilgisayar hücreleri, 100 milyar devre oluşturabiliyor ve her biri, kendi programını çalıştırabiliyor. Bu da bilgisayarın çok yönlü olduğunu gösteriyor. DNA hesaplama, hız ve kapasitelerde önemli sıçramalar sunan makineler yaratma potansiyeline sahip. Burada bilim insanları, daha geniş bir potansiyel kullanım yelpazesi ile önceki çalışmalara göre daha uyarlanabilir bir şey inşa etmek istedi.
Araştırmacılar yayımladıkları makalede, “Programlanabilirlik ve ölçeklenebilirlik, genel amaçlı hesaplamaya ulaşmada iki kritik faktörü oluşturuyor. Programlanabilirlik, cihazın çeşitli algoritmaları gerçekleştirecek şekilde belirlenmesini sağlarken ölçeklenebilirlik, sisteme kaynakların eklenmesiyle artan iş miktarının ele alınmasına olanak tanır.” ifadelerine yer verdi.
Ekip, DNA tabanlı programlanabilir hücre dizileri ya da DPGA olarak adlandırdıkları daha büyük yapılar oluşturmak üzere birbirine sabitlenen ve daha sonra çeşitli kombinasyonlar ile entegre devreler hâline getirilebilen kısa DNA segmentlerine odaklandı. Bu DPGA’lar, DNA iplikçiklerinin test tüplerinde tampon sıvıyla karıştırılmasıyla bağlantılar oluşturabilmek için gerekli kimyasal reaksiyonlar ile araştırmacıların hedeflediği DIC’leri oluşturmak için gereken kombinasyonlara dayanarak yapıldı.
Giriş ve çıkış sinyallerinin nasıl yönetileceği ve tıpkı standart bir bilgisayar gibi mantıksal işlevlerin nasıl yürütüleceğini anlamak için bazı ayrıntılı modellemeler de gerekli. Tek bir DPGA için çok büyük olan devreler, tekrar inşa edilmek üzere bileşen parçalarına ayrıldı.
Bilim insanları deneyleri sırasında, örneğin ikinci dereceden denklemleri ve karekökleri çözmek için devreler oluşturmayı başardılar. Araştırmacılar, ileride bu sistemlerin hastalık teşhisi gibi amaçlar için uyarlanabileceğini söylüyor. Deneysel sistemler, sinyal zayıflaması ya da bir sinyalin ilerlerken gücünü kademeli olarak kaybettiği hakkında çok az şey gösterdi. Bu da ölçeklenebilen ve uyum sağlayabilen DNA bilgisayarları inşa edebilmenin bir başka önemli parçası olduğunun kanıtı niteliğinde.
DNA bilgi işleminin tam potansiyelini gerçekleştirmekten hala çok uzağız. Ancak son birkaç yılda bilim insanları, bu biyolojik depolama biçimini geleneksel bilgi işlem görevleri için kullanmak üzere değiştirme konusunda önemli adımlar attılar.
Araştırma, Nature dergisinde yayımlandı.
Derleyen: Burçin Bağatur
