Transkriptor

För det första steget i genuttryck, se Transkription (genetik) .

En transkriptor är en transistorliknande enhet som består av DNA och RNA snarare än ett halvledande material som kisel . Innan dess uppfinning 2013 ansågs transkriptorn vara en viktig komponent för att bygga biologiska datorer .

Bakgrund

För att fungera behöver en modern dator tre olika funktioner: Den måste kunna lagra information , överföra information mellan komponenter och ha ett grundläggande logiksystem . Före mars 2013 hade forskare framgångsrikt visat förmågan att lagra och överföra data med hjälp av biologiska komponenter gjorda av proteiner och DNA . Enkla logiska grindar med två terminaler hade demonstrerats, men krävde flera lager av ingångar och var därför opraktiska på grund av skalningssvårigheter.

Uppfinning och beskrivning

meddelade ett team av bioingenjörer från Stanford University under ledning av Drew Endy att de hade skapat den biologiska motsvarigheten till en transistor, som de kallade en "transkriptor". Det vill säga, de skapade en treterminalsenhet med ett logiksystem som kan styra andra komponenter. Transkriptorn reglerar flödet av RNA-polymeras över en DNA-sträng med hjälp av speciella kombinationer av enzymer för att kontrollera rörelsen. Enligt projektmedlemmen Jerome Bonnet, "Valet av enzymer är viktigt. Vi har varit noga med att välja enzymer som fungerar i bakterier, svampar, växter och djur, så att biodatorer kan konstrueras inom en mängd olika organismer."

Transkriptorer kan replikera traditionella AND , OR , NOR , NAND , XOR och XNOR-grindar med ekvivalenter, som Endy kallade "Boolean Integrase Logic (BIL)-grindar", i en enskiktsprocess (dvs utan att kräva flera instanser av de enklare grindarna att bygga upp mer komplexa). Liksom en traditionell transistor kan en transkriptor förstärka en insignal. En grupp av transkriptorer kan göra nästan vilken typ av beräkning som helst, inklusive räkning och jämförelse.

Påverkan

Stanford dedikerade BIL-portens design till det offentliga , vilket kan påskynda antagandet. Enligt Endy använde andra forskare redan portarna för att programmera om ämnesomsättningen när Stanford-teamet publicerade sin forskning.

Beräkning av transkriptor är fortfarande mycket långsam; det kan ta några timmar mellan att ta emot en insignal och att generera en utgång. Endy tvivlade på att biodatorer någonsin skulle vara lika snabba som traditionella datorer, men tillade att det inte är målet med hans forskning. "Vi bygger datorer som kommer att fungera på en plats där din mobiltelefon inte kommer att fungera", sa han. Medicinsk utrustning med inbyggda biologiska datorer kan övervaka, eller till och med ändra, cellbeteende inifrån en patients kropp. ExtremeTech skriver:

Men när vi går framåt är potentialen för riktiga biologiska datorer enorm. Vi talar i huvudsak om fullt fungerande datorer som kan känna av sin omgivning och sedan manipulera sina värdceller till att göra nästan vad som helst. Biologiska datorer kan användas som ett tidigt varningssystem för sjukdomar, eller helt enkelt som ett diagnostiskt verktyg ... Biologiska datorer kan säga till sina värdceller att sluta producera insulin, att pumpa ut mer adrenalin, att reproducera några friska celler för att bekämpa sjukdomar, eller att sluta reproducera sig om cancer upptäcks. Biologiska datorer kommer förmodligen att undvika användningen av många läkemedel.

UC Berkeleys biokemiska ingenjör Jay Keasling sa att transkriptorn "tydligt visar kraften i syntetisk biologi och kan revolutionera hur vi beräknar i framtiden".

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Transcriptor&oldid=983954765 "