Para os não iniciados em computação biológica, a manchete do ZDNet pode ter sugerido um experimento de processamento de linguagem que deu errado: “O computador de DNA de tubo de ensaio calcula a raiz quadrada de 900”.
No entanto, a manchete reflete com precisão o artigo de Charlie Osborne, de que os pesquisadores que usavam 32 filamentos de DNA criaram uma forma de “biocomputador” que pode armazenar e processar dados. Não apenas isso, mas este biocomputador demonstrou “os recursos computacionais avançados que a arquitetura baseada em DNA poderia trazer para os PCs futuros calculando a raiz quadrada de 900”.
Longo e curto, um computador feito a partir de filamentos de DNA em um tubo de ensaio pode calcular a raiz quadrada para números de até 900. Os pesquisadores escreveram um artigo descrevendo seu trabalho. “Plataforma programável baseada em nanoindicadores de DNA para biocomputação lógica de raiz quadrada em larga escala” aparece em Small, que é descrito como um diário “de tópicos em nano e micro-escala na interface da ciência dos materiais, química, física, engenharia, medicina, e biologia “.
Chunyang Zhou Hongmei Geng, Pengfei Wang e Chunlei Guo, os autores, declararam o motivo de sua pesquisa: Até o momento, os circuitos baseados em DNA envolvendo dezenas de portas lógicas capazes de implementar funções lógicas foram demonstrados experimentalmente, mas os circuitos são incapazes de realizar complexas operações matemáticas, como operações lógicas de raiz quadrada, que só podem ser executadas com números binários de 4 bits.
“Um sistema de biocomputação de DNA de alta capacidade é demonstrado através do desenvolvimento de um circuito lógico de raiz quadrada de 10 bits. Ele pode calcular a raiz quadrada de um número binário de 10 bits (dentro do número decimal 900) projetando sequências de DNA e programando o deslocamento da cadeia de DNA Os sinais de entrada são otimizados através do feedback de saída para melhorar o desempenho em operações lógicas mais complexas. Este estudo fornece uma abordagem mais universal para aplicações em biotecnologia e bioengenharia. “
A E&T realizou uma tradução útil:
A E&T afirmou que “o computador usa 32 filamentos de DNA para armazenar e processar informações, calculando a raiz quadrada dos números quadrados 1, 4, 9, 16, 25 e assim por diante até 900. O computador de DNA usa hibridação, que ocorre quando dois filamentos de DNA se ligam para formar DNA de fita dupla … os pesquisadores codificam um número no DNA usando uma combinação de dez blocos de construção, com cada combinação representando um número diferente de até 900. Em seguida, é anexado a um marcador de fluorescência. A equipe então controla a hibridação de forma a alterar o sinal fluorescente geral, de modo a corresponder à raiz quadrada do número original. O número pode ser deduzido da cor “.
Enquanto isso, o ZDNet aproximou os leitores do conceito de biocomputador: “Os biocomputadores são vagamente descritos como circuitos lógicos bioquímicos sintéticos e experimentos recentes envolveram a criação de portas lógicas – usadas em microprocessadores e microcontroladores, entre outros sistemas – para transformar dados em uma saída lógica via armazenamento de DNA “.
Angel Goni-Moreno e Pablo Ivan Nikel em Frontiers também, pois explicaram a biocomputação em termos simples. “A computação pode ser amplamente definida como o procedimento formal pelo qual as informações de entrada são processadas de acordo com regras predefinidas e transformadas em dados de saída. Como essa definição não especifica o tipo de informação e as regras envolvidas no processo, é aplicável aos sistemas eletrônicos. dispositivos, bem como sistemas biológicos. Em outras palavras, os sistemas biológicos realizam cálculos “.
A biocomputação não precisa de introdução para aqueles que já estão familiarizados com anos de pesquisa; em 2011, a Scientific American já estava relatando avanços em “circuitos baseados em DNA”.
O artigo falou sobre os esforços do Instituto de Tecnologia da Califórnia, por exemplo, usando “nanoestruturas de DNA chamadas portas de gangorra para construir circuitos lógicos análogos aos usados ??em microprocessadores”.
Em seguida, os pesquisadores da Caltech construíram um circuito baseado em DNA que poderia jogar um simples jogo de memória.
A Scientific American explicou: “Assim como os componentes à base de silício usam corrente elétrica para representar 1 e 0, os circuitos de base biológica usam concentrações de moléculas de DNA em um tubo de ensaio. Quando novas cadeias de DNA são adicionadas ao tubo como ‘entrada’, o A solução passa por uma cascata de interações químicas para liberar diferentes cadeias de DNA como ‘saída’. “
John Loeffler, na Interessante Engenharia, discutiu por que o interesse sustentado na “DNA computing”:
“Na década passada, os engenheiros enfrentaram a dura realidade da física na busca de computadores mais poderosos: os transistores, os interruptores que acionam o processador do computador, não podem ser menores do que são atualmente. atualmente, uma alternativa intuitiva está sendo desenvolvida usando o DNA para realizar os mesmos tipos de cálculos complexos que os transistores de silício fazem agora “.
Loeffler sobre seu potencial: “Os materiais necessários para sintetizar moléculas de DNA são baratos e prontamente disponíveis e permanecem estáveis ??à temperatura ambiente e além. O que a DNA Computing é potencialmente capaz de alcançar, dada a resiliência do DNA e o paralelismo biológico, representa um passo essencial para o futuro da computação” . “
Então, falaremos sobre o aumento da “computação em DNA”, além da “computação em silício?” Guo, por exemplo, disse acreditar que os computadores de DNA podem um dia substituir os computadores tradicionais por cálculos complexos, de acordo com a New Scientist.
Publicado em 09/01/2020
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