Slovenski znanstveniki gradijo celični računalnik

Laboratorija za biotehnologijo Kemijskega inštituta, Centra odličnosti EN-FIST ter Fakultete za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani je uspelo sestaviti modularno sestavljena logična vezja v človeških celicah, tako da obdelujejo vhodne signale na osnovi podobne logike kot elektronski računalniki.

Dosežek, objavljen v Nature Chemical Biology Dosežek je bil 12. januarja objavljen v ugledni znanstveni reviji Nature Chemical Biology, kar po navedbah omenjenih treh slovenskih raziskovalnih ustanov še utrjuje ugled slovenskih sinteznih biologov v svetu. Skupino raziskovalcev sicer sestavljajo Rok Gaber, Tina Lebar, Andreja Majerle, Andrej Dobnikar, Branko Šter, Mojca Benčina ter Roman Jerala, so sporočili iz omenjenih treh ustanov.

Ključ za njihovo iznajdbo je uporaba proteinov, ki jih lahko znanstveniki zasnujejo tako, da prepoznajo skoraj katerokoli izbrano zaporedje zapisa DNK. S pomočjo teh proteinov lahko v človeških celičnih kulturah med seboj povezujejo logična vrata za izvedbo kompleksnih logičnih operacij.

Kot pojasnjujejo raziskovalci, računalniki lahko opravljajo zahtevne naloge, od računanja do obdelovanja teksta in krmiljenja naprav. Ta opravila računalniki izvajajo na osnovi preprostih logičnih operacij, ki jih izvajajo računalniški procesorji, v katerih je veliko število logičnih vrat istega tipa.

Izvajanje logičnih operacij Celice živih organizmov prav tako vsak trenutek na analogen način obdelujejo številne signale iz okolice in jih pretvarjajo v ustrezen odziv. Če želimo celice spreminjati za različne namene, npr. za medicinsko terapijo ali za senzorje, ki bodo spremljali zdravstveno stanje v telesu, potem moramo biti sposobni v njih izvajati logične operacije, ki so neodvisne od obstoječih celičnih procesov.

Dodatna težava v primerjavi z elektronskimi računalniki je, da v celicah informacije ne moremo posredovati po žicah kot v elektronskih vezjih, ampak prek bioloških molekul, ki uravnavajo prepisovanje dednega zapisa v celici.

Slovencem uspela priprava t. i. univerzalnih NOR-logičnih vrat Drugi raziskovalci so do zdaj izvajali izbrane logične operacije v celicah z uporabo naravnih celičnih proteinov. Skupini slovenskih raziskovalcev pa je uspelo pripraviti t. i. univerzalna NOR-logična vrata, s pomočjo katerih lahko v principu izvedejo katerokoli logično operacijo v celicah.

Raziskovalci si obetajo, da bo ta iznajdba omogočila bolj natančen nadzor delovanja in odziva celic na različne signale, kar bi lahko bilo uporabno predvsem za medicinske in diagnostične namene.