Unijni naukowcy motorem postępu w bioinformatyce
Unijnym naukowcom udało się wykazać wykonalność komponentów swoistego rodzaju "biokomputera", co toruje drogę dla nowych postępów w dziedzinie bioinżynierii. Naukowcy z Wydziału Chemii Uniwersytetu w Liège, Belgia, i Instytutu Chemii Hebrajskiego Uniwersytetu w Jeruzalem, Izrael, omówili szczegółowo swoje prace w artykule, który ukazał się na łamach czasopisma Nature Nanotechnology. Źródłem unijnego wsparcia badań był projekt MOLOC (Molekularne układy logiczne), którego budżet w wysokości 2,67 mln EUR został pokryty w kwocie nieco ponad 2 mln EUR z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (TIK) Siódmego Programu Ramowego (7PR). W ramach badań prowadzonych pod kierunkiem profesora Itamara Willnera z Hebrajskiego Uniwersytetu w Jeruzalem naukowcy opracowali teoretycznie i wykazali eksperymentalnie, że katalityczne kwasy nukleinowe znane jako DNAzymy oraz ich substraty mogą rzeczywiście tworzyć platformę operacji logicznych, które stanowią podstawę procesów obliczeniowych. Prace mogą przyczynić się na przykład do opracowania aplikacji na potrzeby nanomedycyny, gdzie zdolność przeprowadzania operacji logicznych na poziomie molekularnym może ułatwić analizę choroby i uruchomić reakcję na czynniki lecznicze. "Systemy biologiczne zdolne do wykonywania operacji obliczeniowych mogłyby okazać się użyteczne w bioinżynierii i nanomedycynie, a DNA [kwas dezoksyrybonukleinowy] i inne biomolekuły już są wykorzystywane jako aktywne komponenty układów bioinformatycznych" - napisali naukowcy. "Jednakże użyteczność układów bioinformatycznych w aplikacjach wymagać będzie opracowania biblioteki elementów obliczeniowych, aby wykazać modułowe sprzężenie tychże oraz skalowalność takiego podejścia." Zespół belgijsko-izraelski stworzył platformę obliczeniową na bazie DNA, która opiera się na dwóch bibliotekach kwasów nukleinowych, z czego jedną z nich tworzą podjednostki DNAzymów. Druga biblioteka zawiera substraty DNAzymów. "Wykazaliśmy, że biblioteka DNAzymów, zaprojektowana i zsyntetyzowana przez zespół profesora Willnera, umożliwia realizację kompletnego zestawu bramek logicznych, który można wykorzystać do obliczenia dowolnej funkcji boolowskiej" - wyjaśnia Françoise Remacle z Uniwersytetu w Liège, która jest również koordynatorem projektu MOLOC. "Wykazujemy też, że dynamiczna asemblacja [bramek] w układy może być kierowana za pomocą selektywnych sygnałów wejściowych. Co więcej projekt umożliwia wzmocnienie sygnałów wyjściowych." Projekt MOLOC rozpoczął się na początku 2008 r., a jego zamknięcie zaplanowano na koniec bieżącego roku. Celem tej inicjatywy jest zaprojektowanie i wykazanie wykonalności oraz zalet układów logicznych, w których podstawowym elementem jest pojedyncza molekuła (lub zespoły atomów bądź molekuł) pełniąca rolę układu logicznego. Systemy te różnią się od tych, które wykorzystują molekułę jako przełącznik. Obok Uniwersytetu w Liège i Hebrajskiego Uniwersytetu w Jeruzalem wśród partnerów projektu MOLOC znajdują się Instytut Badań nad Stanem Stałym (IFF) przy Forschungszentrum Jülich, Instytut Optyki Kwantowej im. Maxa Plancka, Wydział Chemii Uniwersytetu im. Heinricha-Heine w Dusseldorfie oraz Instytut Optyki Stosowanej przy Technische Universität w Darmstadt - wszystkie z Niemiec, a także Instytut Nanonauki Kavli przy Politechnice w Delft, Holandia.
Kraje
Belgia, Izrael