На главную Генная инженерия Социальная инженерия Инженерные системы Инженерные сети Грамотное строительство Инженерная терминология
 
 

Суперкомпьютер в чашке Петри

13-06-2018

Умение молекулы ДНК хранить в себе информацию, а также её способность к самоорганизации уже заставляли инженеров и ученых разрабатывать схемы биологических вычислительных машин и нанороботов, основанных на «молекуле жизни».

Существуют и другие концепции биологических компьютеров, подразумевающие использование самоорганизующихся молекул ДНК и их комплексов с белковыми глобулами in vitro («в пробирке»). Однако вычислительная мощь таких систем ограничена неживыми системами и не позволяет в должной мере реализоваться возможности параллельных вычислений, которые априори обусловлены способностью ДНК к репликации (удвоению) и делению живых клеток.

Ученые из Университета Миссури и Колледжа Дэвидсона в США под руководством Кармеллы Хейнз продемонстрировали принципиальную возможность организации биологических вычислительных систем in vivo (в живом организме).

Они генетически запрограммировали бактерии Escherichia coli на решение классической математической задачи, которая для убедительности и наглядности называется математиками задачей о подгоревших блинах.

Работа учёных принята к публикации в Journal of Biological Engineering (временная ссылка).

Задача может быть проиллюстрирована следующим образом: имеется несколько блинов, сложенных в традиционную масленичную стопку. При этом все блины с одной стороны подгоревшие и все различаются по размеру. Необходимо за минимальное количество шагов упорядочить блины и выложить стопку по убыванию размера блина, причем все блины в конечной стопке должны быть повернуты подгоревшей стороной вниз. За один шаг можно перевернуть один блин или их небольшую стопку. Ответом задачи должно быть минимальное число перестановок.

Задача о блинах имеет фундаментальное значение для многих аспектов вычислительной математики. В биологии и особенно синтетической биологии, ставящей своей задачей создание искусственных живых систем из отдельных частей, задача о сортировке с помощью обращений и перестановок (а именно так называется задача о подгоревших блинах по-научному) имеет особое значение в сравнительной геномике. Эта область учения о геноме ставит своей целью выявить закономерности эволюции путем сравнения геномов как очень близких, так и весьма далеких в таксономическом отношении видов.



Другие статьи по теме:
 Микробиологическая сетчатка
 Производство биопрепаратов: будущее за водорослями!
 Часы из генетически модифицированных бактерий
 Геном человека
  Гипотеза возникновения человечества

Добавить комментарий:

Введите ваше имя:

Комментарий:

 Экономистов и юристов поставят за станок
Выпускников вузов с юридическими и экономическими специальностями, которые в кризис не смогут найти себе работу, будут переучивать техническим специальностям. Об этом сообщил замминистра образования и науки РФ Владимир Миклушевский. «Министерством утвержден и реализуется план действий по дополнительному обучению нетрудоустроенных выпускников образовательных учреждений по ускоренным курсам подготовки востребованным профессиям», - заявил Миклушевский.
 Чистота - залог нанотехнологий
Чистота - один из главных элементов успешного использования технологий XXI века. Ни микроэлектроника, ни нанотехнологии невозможны без специальных помещений, так называемых чистых комнат. Это тот случай, когда микроэлектронное производство требует макропомещений, буквально нашпигованных уникальным оборудованием и аппаратурой. На выходе - фотошаблоны с минимальным размером топологии элементов 0,35 микрон - в несколько раз тоньше человеческого волоса.
 Гиперболоид инженера Пачикова
За пару дней до предполагаемого интервью мы со Степаном Пачиковым списываемся в "Скайпе", чтобы окончательно договориться о времени звонка. В России он бывает нечасто, и сейчас нас разделяет больше десяти тысяч километров и одиннадцать часовых поясов. Степан в Мексике. -А вы нашу программу уже пробовали? - спрашивает Пачиков. - Да, - отвечаю, - пробовал. - Дайте мне ваш юзернэйм, - говорит Пачиков. - Я скажу, чтобы вам сделали премиум-аккаунт. Я отказываюсь. Не из неподкупности - мы здесь обсуждаем подарок стоимостью пять долларов США, - а потому, что понимаю: пользоваться этой программой не смогу, не так устроен. В моем случае это пять долларов, потраченные в никуда.
Rambler's Top100