Student World

O DNA počítačích, které provádějí logické operace, ať už ve zkumavce nebo v lidském těle, se zde již psalo opakovaně. Poslední podobný systém viz článek DNA počítače odhalí nádorové buňky.

Základem nového hradla jsou dvě vlákna fungující jako vstup. Vlákno buď existuje (1), nebo ne (0). Systém zpracuje vstupní signál a výsledkem je výstup (1), který může nenastat (0).

Tabulka logických hodnot pro operátor XOR je následující:

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 0

Vstupy reprezentují komplementární vlákna, z hradla vypadne opět buď vlákno (1) nebo nic (0 + 0), nebo dvojvlákno (1 + 1), které však v dalším kroku není nijak aktivní, proto mu odpovídá správná hodnota 0. Hradlo také na výstup 1 reaguje fluorescenčním signálem. To se dá realizovat např. tak, že k molekulám přichytíme nějakou fluorescenční část, která však bude inaktivována ve dvojvláknové podobě.

Vědci brány kombinují dvěma způsoby. V jedné verzi se jedná o masivně paralelní systémy (to je klasická demonstrace DNA počítačů, viz např. DNA počítače: Síla ve zkumavce), v druhé hradla pracují sekvenčně a výstup z jednoho je vstupem do druhého (takhle fungoval i systém odkazovaný na počátku tohoto článku).

Na rozdíl od předešlých implementací DNA počítání se mají po provedení výpočtu vlákna i hradlo vždy opět regenerovat, takže molekuly by se neměly vyčerpávat. Dřívější systémy se po nějaké době vždy zahltily „odpadem“ a naopak jim došel materiál k počítání, proto nebylo možné provádět (automatizovaně) delší sekvence výpočtů. Další výhodou nového systému má být i to, že DNA zde funguje sama, bez nutnosti různých enzymů. To by mělo výrazně zvýšit univerzálnost „strojku“ (v různých prostředích lidského těla apod.).

Jedním z popisovaných využití je DNA vázající se na enzym trombin (může způsobit poškození mozku po úrazech hlavy). Přepínač by fungoval tak, že za normálních okolností by molekula vázající se trombin byla sama inaktivována na DNA. Po detekci trombinu by se vazba zrušila a molekula se aktivovala a naopak navázala na trombin.

Výzkumný tým vedl Itamar Willner z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě.

Zdroj: New Scientist

Poznámka: Pomocí hradla XOR ale nelze vyjádřit libovolnou logickou operaci. Vadí to?

autor Pavel Houser