Biologische Rechner bald Realität
Wissenschaftler haben es geschafft, einige der grundlegenden Komponenten für digitale Geräte aus Darmbakterien und Desoxyribonukleinsäure (DNA) zu konstruieren, eine Entwicklung, die zu mikroskopisch kleinen biologischen Rechnern führen könnten. In ihrem Artikel in der Zeitschrift Nature Communications erklärt das Team vom Imperial College London im Vereinigten Königreich, wie es hochentwickelte biologische "Logik-Gates", den Informationsprozessor in Computern und Mikroprozessoren, aus harmlosen Bakterien aus dem menschlichen Darm und DNA entwickelt hat. Diese jüngste Studie baut auf früheren Forschungen auf, die nur bewiesen, dass biologische Logik-Gates möglich sind. Doch jetzt hat das Team es tatsächlich geschafft, sie zu bauen. Einer der Autoren der Studie, Professor Richard Kitney vom Imperial College London, sagt: "Logik-Gates sind die grundlegenden Bausteine ??in Silizium-Schaltkreisen, auf denen unser gesamtes digitales Zeitalter basiert. Ohne sie könnten wir keine digitalen Informationen verarbeiten. Nun, da wir gezeigt haben, dass wir diese Teile mit Hilfe von Bakterien und DNA replizieren können, hoffen wir, dass unsere Arbeit zu einer neuen Generation von biologischen Prozessoren führen könnte, deren Anwendungen in der Informationsverarbeitung ebenso wichtig sein könnten wie ihr elektronisches Äquivalent." Dies bedeutet, dass diese neuesten wissenschaftlichen Entwicklungen zu Sensoren führen könnten, die in den Arterien schwimmen und den Aufbau von schädlicher Plaque erkennen könnten, um schnell Medikamente in den betroffenen Bereich zu liefern. Andere Anwendungen könnten Sensoren umfassen, die Krebszellen im Körper erkennen und zerstören können sowie Verschmutzungsüberwacher, die in der Umwelt eingesetzt werden, um gefährliche Giftstoffe wie Arsen zu entdecken und zu neutralisieren. Das Team zeigte, wie biologische Logik-Gates die Art und Weise, wie elektronische Logik-Gates Informationen verarbeiten, replizieren, indem sie sich entweder selbst 'an' oder 'aus' schalten. Die Wissenschaftler bauten eine Art von Logik-Gate genannt 'AND Gate' aus Escherichia coli (E. Coli) Bakterien, die normalerweise im unteren Darmtrakt zu finden sind. Das Team änderte das E. Coli mit modifizierter DNA, die es neu programmierte, sodass dieses den gleichen Ein- und Ausschaltprozess durchführt, wie das elektronische Äquivalent, wenn es von Chemikalien stimuliert wird. Ein weiteres wichtiges Merkmal dieser biologischen Logik-Gates ist, dass sie modular aufgebaut sind, was bedeutet, dass sie zusammengebaut werden können, um verschiedene Arten von komplexeren Logik-Gates in einer ähnlichen Weise zu machen wie elektronische Bauteile. Die Forscher haben ein "NOT-Gate" erschaffen und es mit einem "UND-Gate" kombiniert, um das komplexere "NAND-Gate" zu produzieren. Jetzt hofft das Team auch weiterhin die Punkte durch die Verknüpfung von so vielen Logik-Gates wie möglich zu verbinden, um zu sehen, mit welchen innovativen Lösungen, sie noch aufwarten können.Weitere Informationen finden Sie unter: Imperial College London: http://www3.imperial.ac.uk/
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Vereinigtes Königreich